電為啥要分交流、直流? 有沒有想過,為什么手機充電插頭比一般插頭大?其實嚴格來講,這個“插頭”叫開關(guān)電源適配器,目的是將電網(wǎng)傳來的交流電轉(zhuǎn)換為直流電傳輸進電子設(shè)備中。筆記本電腦的電源適配器更大,冬天暖手更方便~ 那為啥要把交流電換成直流電呢?讓我們從頭講起。電是一種自然現(xiàn)象。電荷靜止或移動會產(chǎn)生很多有意思物理現(xiàn)象,比如雷雨天氣中會看到的閃電、冬天脫毛衣的時候噼里啪啦的火花。后來,科學家們從各種電效應(yīng)中發(fā)現(xiàn)規(guī)律,于是發(fā)明出了電池、發(fā)電機、電動機。 先用直流電,還是先用交流電? 220伏/50赫茲交流電是我國的供電標準,所以很多人都以為家用電器用的都是交流電。至于直流電,大概除了那句廣告中會念叨的“直流變頻空調(diào)”,想不到其他的了吧。其實,直流電應(yīng)用很廣泛,你肯定見過,也用過。比如:定義直流電,是指方向不隨時間發(fā)生變化的電流。交流電,是指大小和方向都發(fā)生周期性變化的電流。從示波器觀測,一個是直的,一個彎的……反正都是電,感覺差別不大? No~No~No~讓我們翻開歷史,講點八卦!直流電,是電力革命急先鋒。在早期的電磁學實驗中,人們總是想方設(shè)法把產(chǎn)生的電能轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟姟?/p>
1879年,托馬斯˙愛迪生制成第一只碳絲白熾燈,吸引了大量投資。此后,小愛同學一路順風順水,1882年的一個夜晚,110伏的直流電輸送到紐約曼哈頓整個街區(qū)……大家終于可以扔掉煤油燈啦~ 然而,直流輸電的弊端也隨著使用范圍的擴大而逐漸顯現(xiàn):電壓不變的情況下,供電距離的增加和用戶的增長加劇了線路損耗。小型直流中心電站供電區(qū)域僅限于2公里不到的方圓內(nèi)。因為損耗量=電流2?電阻,所以減小電流就能減少損耗。在傳輸功率保持不變的情況下,電流和電壓成反比,所以,提高電壓就能減小電流,減小損耗。當時高壓直流技術(shù)尚不成熟,直流電變壓比較復雜。這時候,塞爾維亞小青年尼古拉˙特斯拉背著書包,跨越大洋奔向偶像愛迪生。他有一個不太成熟的小建議——交流輸電。交流電機比直流電機結(jié)構(gòu)更簡單,容易變壓,可以簡單、經(jīng)濟、可靠地解決提高輸電電壓的問題?墒牵@個建議被霸道總裁拒絕了。有人說是因為小愛同學沒上過幾天學,不懂高數(shù),交流電對他來說有點抽象。為了阻撓交流電發(fā)展,愛迪生除了當眾做交流電電死動物實驗、發(fā)動媒體報道交流電事故,還促成電椅的發(fā)明——用交流電執(zhí)行死刑。當然,在這場交直流之爭中,具有遠距離輸電優(yōu)勢的交流電還是贏了。(注意哦,這里講的是輸電。)交流電、直流電,到底誰更好?隨著線路電壓不斷提高,輸送功率和輸送距離不斷增大,直流電又得到工程師們的青睞。因為直流電不需要整流濾波,沒有相位差,比較穩(wěn)定。直流電如何升壓呢?簡單講,升壓工作交給交流做,交直流再轉(zhuǎn)換一下就好啦~而且,從經(jīng)濟性上看,雖然直流換流站比交流輸電的變電站造價高,但是直流線路只要正、負兩根線,交流線路三相需要三根線,直流線路造價更低,所以距離越長,越適合直流輸電。
柔性直流輸電技術(shù)是20世紀90年代發(fā)展起來的一種新型直流輸電技術(shù),國際上也稱為輕型直流輸電、新型直流輸電,國內(nèi)將其命名為“柔性直流輸電”。“柔性”一詞來源于英文Flexible,表示應(yīng)用先進的電力電子技術(shù)為電網(wǎng)提供靈活的控制手段。它將半控型電力電子器件升級為全控型電力電子器件,具有響應(yīng)速度快、可控性好、運行方式靈活、可向無源網(wǎng)絡(luò)供電、不會出現(xiàn)換相失敗、換流站間無需通信以及易于構(gòu)成多端直流系統(tǒng)等優(yōu)點,適用于可再生能源并網(wǎng)、分布式發(fā)電并網(wǎng)、孤島供電、城市配電網(wǎng)的增容改造等。所謂柔性,主要指運行控制靈活、智能化程度高。在傳統(tǒng)的輸電技術(shù)下,比如要解決分散海島供電問題,一般采用大投入的“剛性”辦法,建大跨度的跨海輸電線路,或者干脆在海島上建大電廠。但這樣的剛性大投入不經(jīng)濟,且也難以接納海島已有的風力發(fā)電等新能源。柔性直流輸電技術(shù)則能提升電力系統(tǒng)穩(wěn)定性,增強系統(tǒng)對清潔能源的消納能力,提高配電網(wǎng)可靠性和靈活性,就像個太極高手,具有“以柔克剛”的本領(lǐng)。如果說特高壓直流像大飛機,容量大、效率高、距離遠,柔性直流就像直升機,靈活、便捷。