交流電在電力高壓傳輸時比直流電更方便，實際應用場景也更為多樣。但在部分場景中，直流電直接給直流負載供電的應用，可以使電路設計更簡單，更高效。

在新能源電力系統中，一些直流負載應用，比如太陽能路燈、直流空調、5G通信基站等，在光伏+儲能系統中，可以通過光伏或電池直接進行直流供電。

直流供電系統連接示意圖

備注

儲能系統中的直流供電通常有兩種實現方式。第一種是由太陽能組件經過MPP追蹤器或者電池經過直流轉換器的方式來實現；第二種是由電網經過交流直流轉換器的方式來實現。

直流供電系統通常與交流供電系統共存。

直流供電系統在戶用領域潛力很大，比如：

電動汽車充電系統

電動汽車有望在不久的將來成為主流。電動汽車充電系統通常利用太陽能發電或者電池來降低家庭的用電峰值功耗。目前，家用電動車一般采用交流充電。

但實際上，由于直流充電無需直流交流轉換，直流充電的充電速度更快，效率更高。

直流電給電動汽車充電系統圖

在此系統中，太陽能首先用于支持家庭負載。多余的電力通過DC/DC電路給電動汽車充電。充電可以根據時間段使用策略或負載優先級進行控制。逆變器和電動汽車充電樁之間需要通信，理想的通信方式為無線通信或PLC通信。

V2H系統

電動汽車的電池可以在停電時當做應急電源使用。

儲能系統重要的應用場景之一是，電池只在電網停電時當做應急電源使用。如果電動汽車的電池能夠為住宅供電，就不需要額外的電池組。

V2H系統連接圖

在此應用中，需要一個雙向太陽能逆變器在電網停電時獨立運行，對充放電有特殊的控制功能，并且具有離網輸出的能力。此外，電動汽車的電池必須能夠對外部負載放電。

多個系統集成

以上例子闡述了單個儲能系統中的直流供電應用場景。如果我們把多個系統整合起來呢?請看下例，我們姑且稱之為“直流母線共享系統”。

電網系統或虛擬電廠系統通常會在交流端進行多種電源的共享。但在某些情況下，直流電的共享或許更適合平衡電力需求。

在一些國家，住宅不允許賣電進入電網（防逆流），這導致多個住宅之間無法共享電力。直流母線供電系統可以解決這一問題。

在直流母線供電共享系統中，多個戶用太陽能儲能系統在直流側并聯，多余的太陽能或電池能量可以在不同用戶之間進行交易。該直流母線供電共享受控于一個中央管理系統，通過通訊指令進行控制。

此外，直流母線上多余的太陽能或電池能量還可以為社區公共直流負載供電，如直流供電的路燈或社區電動汽車充電樁等。

這樣的電力共享系統可以輕松實現新能源利用效率最大化。太陽能電力在不同用戶間共享，可以平衡用戶間的電力負荷，同時也是緩解電力系統在分時電價策略下供電壓力的有效方法。

如果在系統中加入人工智能算法，通過自學習的方式了解和分析每個家庭的電力需求，則可以更加高效智能地完成電力供需之間的控制。

目前，大多數戶用電動汽車充電樁都是從交流電側取電，無法支持V2H應用，大部分日常家用負荷也從交流電側取電。本文中的一些應用在未來能否實現，讓我們一起期待吧。