未来，电力必将直流到户

现实中有很多东西的存在是有时代局限性的，交流供电就是一个这样的例子。今天因为技术的进步，开关电源、直流无刷电机的兴起，交流供电的优点已不复存在。直流传输损耗低，DC/DC转换器效率大大高于50Hz（或60Hz）交流变压器，而能直接储存电能的设备——蓄电池，无一不是直流输入/输出的……因而我们不妨思考一下交流供电其在将来会怎样发展，从而来决定现阶段我们该做点什么？

一、急待解决的问题：并非所有电器都必须50Hz交流供电

我们观察一下现阶段在线式UPS、家用太阳能电站、小型非并网风能电站的电能存储与释放，就会发现：存储在蓄电池中的电能无一不是使用50Hz逆变电路输出提供给家用电器或机房内的电子设备的。

50Hz逆变，因为频率低，同时基于对逆变后波形的考虑，不得不使用体积较大的电感器件，这样的逆变器成本高而效率低。如果使用高效率的DC/DC转换器输出情况会怎样呢？

其实，现在解决这个问题，仅仅是缺乏相关的电子电器设备直流供电国家指导性标准而已。

看到这里，我想很多人要问了：直流电，电子电器设备能用吗？答案是：以前，大部分电子电器设备不能用，只有少量能用（如白炽灯等）；现在则相反——很多电子电器设备虽然没有标注能用直流电，但实际是可以直接使用直流供电或稍加改进后使用直流供电的。

随着电子技术的进步，电子型电器大到电视机、电脑、网络设备等；小到手机充电器、荧光灯电子镇流器等基本上都已采用开关电源技术。

而机电型电器也因为无刷可变频直流电机效率高，控制灵活的优点，内部电路直流化也成为了未来发展方向。当前，许多的直流变频机电型电器已能（或稍加改进后）在直流供电情况下正常运行。

它们共同的特点就是先把220伏的交流电整流后变成310伏（220 * 1.414）左右的直流电，再使用开关电源或直流变频电路提供给内部电路或负载。

如果我们在上述电子电器设备上标明能使用直流供电，那我们就可以利用高效率的DC/DC转换器来输出存储在蓄电池中的电能，给这些设备供电，节能效果可想而知。因而，现阶段政府创设电子电器设备直流供电国家指导性标准具有重要的现实意义。

二、次要待解决的问题：降低电子电器设备最低直流输入电压标准

如果电子电器设备的最低直流输入电压低于UPS蓄电池组电压时，逆变或DC/DC变换环节也就没有了存在的必要，可以使用电池组直接输出。目前，很多大中型机房的UPS蓄电池组电压一般在230伏左右，已初步具备了给采用直流供电的电子设备直接供电的条件。

三、为了减少电能在电网中的损耗，市电直流化是个很好供电模式

论述“市电直流化”的优点并不是我写这篇文章的目的，但我还是想简单提一下：高压直流输电不受线路容性和感性负载影响，输电效率较高，但有一个问题很难解决，那就是我们现行的中低压电网都是50Hz的交流电，我们不得不削足适履将高压直流电同步逆变为50Hz的交流电输送至中低压电网，这种低频同步逆变效率低，设备体积大。

如果我们的中低压电网也使用直流输电，情况就不一样了，高压直流电通过DC/DC转换器转换成中低压直流电，输送至中低压电网，因为转换频率没有限制，也不需要同步，转换设备体积小效率高。也许有一天会如现在通信行业说的光纤到户一样，电力输电也会中压输电到户，在每户的电力入户处装有一个独立的DC/DC转换器及电能计量器。我们可以方便的利用自家的储电装置在分时计费的低价时段储存电能，在高价时段使用。又因为直流并网不需同步，我们甚至可以用特别的带电能计量器功能的入户DC/DC转换器逆转换，将自家生产的太阳能、风能、低价时段储存的电能等输出到电网赚个差价什么的。一旦太阳能、风能等发电的效率提高成本降低到大众可接受的程度，家家户户的屋顶都会被利用，那时，真正的绿色能源时代就来临了。

四、我们应毫不迟疑的向“市电直流化”方向前进

当有一天，我们所有的电器都能在直流下工作时，我们还有必要采用低效的交流供电模式吗？

国家相关部门现阶段完全可以出台一个电子产品直流供电指导性标准：一是规定能交直流两用的电器设备，在标注交流输入电压范围的同时还标注直流输入电压范围和输入电压极性；二是规定最低直流输入指导电压；三是制定直流接线插头/插座的接口标准。

“市电直流化”是一个漫长的过程，也许我们这一代见证不了。但我们应毫不迟疑的向“市电直流化”的终极目标迈进！

一家之言，不当之处希望有人完善，有人指正，有人交流，更有人驳斥。

作者：                    钟亚夫
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