生产工厂的直流智能电网

如今，大多数生产工厂仍由交流电供电。从长远来看，弗劳恩霍夫制造工程与自动化研究所IPA和集成系统与设备技术IISB的研究团队希望看到工业制造转向使用直流电。在合作研究项目DC-INDUSTRIE 2中，这些团队与30多个合作伙伴共同开发了用于工业的新型电源系统。想法是将工厂的所有电气系统链接到智能DC电网(直流电)，以使电源更加节能，稳定和灵活。

自19世纪末以来，交流电一直是电力传输和分配的标准手段。例如，在德国，AC(交流电)是从电源插座中出来的。然而，就工业而言，弗劳恩霍夫研究人员现在想改变这一点：“有很多很好的理由说明，工业应该从交流电变为直流电，”斯图加特弗劳恩霍夫IPA研究助理Timm Kuhlmann说。Kuhlmann和他的项目合作伙伴希望带来工业电源供应的范式转变，从长远来看，希望将整个工厂车间从交流转换为直流。他解释说：“我们已经被直流设备所包围。” “电脑，在供应方面，情况也在发生变化。传统的发电厂，例如燃煤和核能，产生交流电，本地安装的可再生能源，例如光伏电站，或者就此而言，产生电化学能存储系统-只能提供直流电。

供应生产机械的节能替代品

在DC-INDUSTRIE 2项目中，来自Fraunhofer IPA和Fraunhofer IISB的研究人员与30多个合作伙伴合作，开发并试用了用于生产车间的智能，经济，高效的DC供应系统的概念。该项目由德国联邦经济事务和能源部(BMWi)资助，计划运行至2022年底。

DC-INDUSTRIE这个先驱项目已经给出了乐观的理由。在这里，合作伙伴能够论证工厂中直流电源电网进行局部潮流控制的可行性。此外，从交流电压转换为直流电压的效率提高了5%至10%，这在很大程度上是因为使用直流网络更容易利用再生制动，变速驱动器的能量回收能量。总共对来自不同制造商的装有直流组件的四个测试系统进行了试验。既然已经证明此概念适用于一组机械，那么任务就是将其应用于整个生产车间。“在后续项目DC-INDUSTRIE 2中，我们希望进一步提高能效并减少CO 2Kuhlmann解释说：“与此同时，我们希望使系统更加灵活，以适应日益增长的气候中和技术的使用。在工厂中拥有本地DC电网可以更容易地平衡由可再生能源所产生的电量与天气相关的变化而导致的任何电源波动，从而也可以解决常见的电网波动。”

此外，生产机械中的大多数驱动器都是变速电动机。这些都配备有变频器，它们使用直流电运行。因此，为了给电动机提供可变的电压和频率，必须首先对交流电源电压进行整流。通过直接向变频器提供直流电，消除了该转换步骤，从而避免了能量转换损失，并且还简化了制动能量的回收。类似地，整流过程使AC网络承受高谐波负载，这又需要使用复杂且昂贵的滤波措施，以确保规范的电压质量。使用DC网络时，不再需要此类措施。