چییە MVDC تەکنەلۆژیا؟ پێویستییەکان، چالاکان و روندەکانی داهاتوو

Taybetî zanînî ya dîrek (MVDC) ji bo deravandina bingehînî û têkiliyên herî yekî û wekî birkevîna xebitandinî ye. Bi deravandkirina energîya elektrîkî bi MVDC di demên 1.5 kV derava 50 kV de, wê têkiliyên deravandkirina dîrokî ya dîrek ên hêsan û ewlehiyên werdigereza dîrek ên kêmtir bibîne. Di serdengiya pirûbarî yên nû û çêtirina navnîşanê de, MVDC wekî birkevîna pîvanî ji bo sererastkirina şebîke û reyînan rêve dike.

Sisteman sernavî yên peda divê: statîyonên guhertin, kabellên dîrek, girtîyan barkirî, û alatên kontrol û parastina were. Statîyonên guhertin bi teknolojîya modular multilevel converter (MMC) bikar anîn, ku bi submodulen sergirtîn da ku har wekî gotara têkiliyên kapasîtor û semikonduktorên guherînên serbest dikin, destûrên berdegerînên guhertinê pelî û serperest dikin. Kabellên dîrek bi îzolasyonê ya polyethylene cross-linked û şîldînga metalî bikar anîn, ku bi vê yekê ziyadetina hilînên rêsê bigire. Girtîyên dîrek hibrid barkirî biguherînin di miliyemînên de, ku bi vê yekê stabîlîyetê ya sisteman bide. Sistemî kontrol û parastina, bi destûrên platformên digital simulation real-time, li ser milisaniyên de tiştên barkirî û têkiliyên bax bide.

Di serkarîn anîn de, MVDC zanyarên ziwanbiriya mirîn dikin. Li ser qarkirina baterîya e-mobîl, chargerên 1.5 kV dîrek bi 40% deketina demê ya qarkirina û bi 30% deketina jihazê bixweber hatine. Data centers bi architekturên 10 kV dîrek efektivîyatên enerjî yên 15% veqetandin û bi 8% zêdetir hilînên distribûsyonê bigire. Integrasyonî wind offshore bi sisteman ±30 kV dîrek investasyonê ya kabellên denizî bixweber 20% bigire û bi vê yekê ziyadetina kompensasyonê ya power reaktîfê bixweber. Li ser sererastkirina transîta rail urban, sistemên MVDC traksiyon hatine statîyonên bixweber 50% deket û bi vê yekê regenerative braking energy recovery 92% bigire.

Taybetî yên sernavî yên têkiliyê: hilînên deravandkirina 10-15% veqetandin ji sisteman AC bi dema yekbûm, ideal ji bo integrasyon ên multi-point distributed generation; nehatiye lê daneyîn da ku bi synchronization ên freqency nehatiye; û respons ên regulasyon ên guherîn bi microsecond-level, ku bi vê yekê adaptasyon ên behtir bike. Lê belê, pirsgirêkên hene, taybetî yên pargîr û standardizasyon ên nekomplêt—taybetî yên breaker ên dîrek kapasîtiya mezin 3-5 her û metel ku bi AC equivalents û standartên sertifikasyon ên yekbûmî û tekmîl nehatiye.

Standardizasyon bi çendîna digire. IEC li ser MVDC cables publîk kirîye IEC 62897-2020, CEC ên Çîn publîk kirîye Q/GDW 12133-2021 ji bo spesifikasyon ên converter, û projeyên demonstrasyon ên MVDC grid ên Horizon 2020-funded li ser EU testên validasyon ên sisteman 18 kV/20 MW hatine kird. Herêmserîyên local ên prodûksiyonê hatine girîngî kirin: manufactureran ên Çîn ên bi 2.5 kV/500 A IGBT modules bi error ên dynamic voltage balancing ±1.5% mass-produce din.

Pêşberên mirîn: miniaturization ên cihazan—SiC-based compact converters bi 40% volume reduce dikin; system ên intelligence—teknolojîya digital twin bi accuracy ên prediction ên equipment lifespan over 95% improve dikin; û expansion ên application—space-based solar power microwave wireless transmission systems bi ground reception tests using 55 kV DC architectures begin dikin. Ji bo cost ên power electronics continue fall, MVDC expected to become economically superior to traditional AC solutions in distribution grid upgrades by 2030.

Deployment ên teknolojîya hewceyî collaboration ên cross-sector bide. Power design institutes developing 3D digital design platforms for converter station layout optimization and EMI simulation. University research teams advancing novel topologies, with dual-active-bridge converters achieving 98.7% efficiency. Utility pilot projects show that 20 kV DC microgrids in industrial parks can boost renewable penetration to over 85%. These initiatives provide valuable data for technological iteration.

Within new power systems, MVDC plays a pivotal role, bridging UHVDC backbone networks and low-voltage distributed sources to form flexible, multi-voltage DC networks. Case studies show that intelligent substations with 10 kV DC busbars can increase photovoltaic absorption by 25% and sustain critical loads for over 4 hours during main grid outages. As digital grid development progresses, MVDC systems are increasingly integrating with edge computing and blockchain to form self-regulating energy internet nodes.

Practical engineering requires attention to detail: cable installation must strictly control bend radius—minimum 25 times the cable diameter for 35 kV DC cables. Electromagnetic compatibility must meet CISPR 22 Class B standards, with converter room shielding effectiveness exceeding 60 dB. Operation and maintenance should include infrared thermography every 3 months and online partial discharge monitoring with thresholds below 20 pC, ensuring safe and stable operation.

From an energy transition perspective, MVDC is a key enabler for zero-carbon grids. It allows direct DC grid connection for wind and solar, eliminating 6–8% energy loss from AC inversion. In hydrogen production, 50 MW electrolyzers using 10 kV DC power achieve 12 percentage points higher efficiency than AC-powered systems. Cross-industry applications are expanding: maglev trains using 3 kV DC power reduce traction energy consumption by 18%. These innovations are reshaping energy utilization.

The industry faces talent shortages. There is a significant gap in professionals skilled in both power electronics and grid operations. Chinese universities have introduced specialized MVDC courses, and the National Occupational Qualification Catalog now includes a DC Distribution Engineer certification. Corporate training centers use full-scale simulation platforms to train personnel in emergency response under various fault scenarios. This talent development model is shortening technology transfer cycles and accelerating innovation deployment.