隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，相比交流配電網(wǎng)，直流配電網(wǎng)在很多領(lǐng)域取得了技術(shù)和經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)，具有巨大的發(fā)展前景。智能直流配電是對(duì)于交流配電而言的，其網(wǎng)絡(luò)母線主要是直流母線，可供直流負(fù)荷和交流負(fù)荷，其中直流負(fù)荷采用直流母線更有益。首先對(duì)直流配電的發(fā)展歷程、優(yōu)勢(shì)及運(yùn)行特點(diǎn)等進(jìn)行了論述和分析；在此基礎(chǔ)上，介紹了直流配電網(wǎng)在一些發(fā)達(dá)國(guó)家的研究現(xiàn)狀與發(fā)展情況。其次，對(duì)直流配電網(wǎng)研究中的系統(tǒng)架構(gòu)、控制技術(shù)、保護(hù)技術(shù)等關(guān)鍵問(wèn)題和相關(guān)研究現(xiàn)狀進(jìn)行了全面的闡述。最后，對(duì)直流配電網(wǎng)在中國(guó)的發(fā)展進(jìn)行了介紹和展望。

1)直流配電的發(fā)展歷史
在輸配電系統(tǒng)產(chǎn)生時(shí)，直流就被作為最主要的配電方式，但是由于當(dāng)時(shí)直流輸配電電壓等級(jí)低、容量小等原因使得直流配電被交流配電所取代。
20世紀(jì)末，隨著功率半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，直流供電技術(shù)的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)逐漸體現(xiàn)。美國(guó)、日本和歐洲等國(guó)家和地區(qū)于20世紀(jì)90年代便開(kāi)始了數(shù)據(jù)通信中心直流配電的研究。而軍艦、航空以及混合電動(dòng)汽車(chē)等特殊應(yīng)用領(lǐng)域的直流區(qū)域配電技術(shù)也日趨成熟。這些都為直流配電向工廠、住宅等領(lǐng)域的推廣應(yīng)用提供了基礎(chǔ)。
需要指出的是，這些領(lǐng)域的直流配電往往指的是傳統(tǒng)意義上向負(fù)載供電的功能，而并不包含發(fā)電的概念。
2)分布式電源發(fā)展對(duì)直流配電的推動(dòng)
20世紀(jì)70年代世界范圍內(nèi)的能源危機(jī)爆發(fā)后，環(huán)境污染和能源短缺等問(wèn)題受到了全世界各國(guó)的普遍關(guān)注，而分布式能源系統(tǒng)由于具有負(fù)荷變動(dòng)靈活、供電可靠、輸電損失小以及便于可再生能源應(yīng)用等特點(diǎn)，而受到越來(lái)越多的關(guān)注；另外，分布式電源的應(yīng)用也使得傳統(tǒng)的配電由單純的供電功能，擴(kuò)展出了發(fā)電的功能。
常見(jiàn)的分布式電源主要有光伏電池、燃料電池、風(fēng)力機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)等，而這些電源產(chǎn)生的電能均為直流電或可經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單整流后變?yōu)橹绷麟姟Ｈ绱朔植际诫娫床⑷胫绷髋潆娋W(wǎng)將可以節(jié)省大量的換流環(huán)節(jié)。例如:光伏發(fā)電等產(chǎn)生的是直流電，通常需經(jīng)過(guò)DC-DC和DC-AC兩級(jí)變換才能并入傳統(tǒng)的交流配電網(wǎng);而風(fēng)力機(jī)等雖然是以交流形式產(chǎn)生電能，但通常并不穩(wěn)定，通常也需要經(jīng)過(guò)AC-DC和DC-AC兩級(jí)變換才能并入交流配電網(wǎng)。而如果這些分布式電源接入直流配電網(wǎng)，則可以省略上述的DC-AC環(huán)節(jié)，從而減小成本、降低損耗。
3)負(fù)荷發(fā)展對(duì)直流配電的推動(dòng)
近幾年，電力電子技術(shù)得到了快速的發(fā)展，這也導(dǎo)致了用戶的用電方式發(fā)生了較大的變化。例如電力電子變頻技術(shù)在空調(diào)、冰箱、洗衣機(jī)等產(chǎn)品中得到了廣泛的應(yīng)用。而在交流配電網(wǎng)中，需要經(jīng)過(guò)AC-DC-AC轉(zhuǎn)換才能達(dá)到變頻。而對(duì)于直流配電網(wǎng)，則只需進(jìn)行DC-AC轉(zhuǎn)換，從而省略了AC-DC環(huán)節(jié)，降低了變換器損耗。
另外，現(xiàn)在很多電氣設(shè)備本質(zhì)上就是采用直流電驅(qū)動(dòng)的，例如LED照明燈、電動(dòng)車(chē)、個(gè)人電腦、手機(jī)等。而在交流配電網(wǎng)中，必須通過(guò)AC-DC轉(zhuǎn)換才能供給電器使用。而對(duì)于直流配電網(wǎng)，不需要轉(zhuǎn)換就可以直接給這些設(shè)備供電，節(jié)約了成本，也降低了損耗。
另外，對(duì)于敏感負(fù)荷供電，不間斷供電都是由儲(chǔ)能電池來(lái)保證的。但在交流系統(tǒng)中，需要經(jīng)過(guò)AC-DC-AC轉(zhuǎn)換來(lái)提供高質(zhì)量電能，而在直流系統(tǒng)中，只需要DC-AC轉(zhuǎn)換即可。在直流系統(tǒng)中，儲(chǔ)能電池也可以直接或者經(jīng)過(guò)DC-DC單級(jí)轉(zhuǎn)換后接入直流母線上，因此降低能耗。
4)直流配電的自身優(yōu)勢(shì)
①線路成本低。
相比交流配電的三相四線制，直流配電只有兩個(gè)線路，所需的建設(shè)費(fèi)用少;此外，在交直流電有效值相同時(shí)，交流電壓的峰值比直流電壓峰值大，因此對(duì)電纜的絕緣強(qiáng)度要求也就更嚴(yán)格，所以直流電纜的成本也要低。
②輸電損耗小。
由于直流配電只有兩個(gè)線路，所以相比交流線路，導(dǎo)線的損耗小;另外，在輸送相同的有功功率情況下，單相交流的輸電損耗大于單極直流系統(tǒng)的損耗，而三相交流系統(tǒng)的損耗低于單極直流系統(tǒng)。如果直流系統(tǒng)為雙極，則線路電流將變?yōu)樵瓉?lái)的1/2，線路損耗變?yōu)樵瓉?lái)的1/4，這將遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于交流三相系統(tǒng)。
③供電可靠性高。
在交流配電網(wǎng)中，交流輸電能力受到同步發(fā)電機(jī)間功角穩(wěn)定問(wèn)題的限制，且隨著輸電距離的增大，同步機(jī)間的電抗增大，輸電能力受到更大的限制。而直流線路不存在頻率穩(wěn)定和無(wú)功功率等問(wèn)題，供電可靠性也較高。
④具有環(huán)保優(yōu)勢(shì)。
直流線路的“空間電荷效應(yīng)”使電暈損耗和無(wú)線電干擾都比交流線路小，產(chǎn)生的電磁輻射也小，具有環(huán)保優(yōu)勢(shì)。
5)現(xiàn)代直流配電的運(yùn)行特點(diǎn)
綜上所述，直流配電的發(fā)展很大程度上受到了分布式電源發(fā)展的推動(dòng)，而分布式電源的應(yīng)用也使得傳統(tǒng)的配電由單純的供電功能，擴(kuò)展出了發(fā)電功能;另外分布式電源盡管優(yōu)點(diǎn)突出，但本身存在諸多問(wèn)題，例如分布式電源單機(jī)接入成本高、容量小、控制困難等。所以，分布式電源相對(duì)于大電網(wǎng)來(lái)說(shuō)是一個(gè)不可控源，目前主網(wǎng)往往采取限制、隔離的方式來(lái)處置分布式電源，這就限制了分布式能源效能的充分發(fā)揮。
為了解決以上問(wèn)題以及充分發(fā)揮分布式能源的效能，分布式電源往往采用微電網(wǎng)形式并入主網(wǎng)，即在直流配電網(wǎng)中，微電網(wǎng)將是最主要的運(yùn)行方式。目前，微電網(wǎng)主要是以交流微電網(wǎng)的形式存在，而在直流配電網(wǎng)中，微電網(wǎng)的主要存在形式將為直流微電網(wǎng)。與交流微電網(wǎng)相比，直流微電網(wǎng)不需要對(duì)電壓的相位和頻率進(jìn)行跟蹤，可控性和可靠性進(jìn)一步提高，因而更加適合分布式電源和負(fù)載的接入。