在全球能源转型的背景下，中压直流（MVDC）技术正逐渐受到关注。作为一种高效、低损耗的电力传输方式，MVDC在分布式能源整合、数据中心供电、电动交通等领域展现出潜力。19世纪末，电力行业的开端伴随着一场激烈的“电流大战”。爱迪生力推直流（DC），在1882年建立了纽约市首个电力公司；而西屋电气（Westinghouse）与特斯拉合作，凭借交流（AC）在长距离输电中的优势，使交流成为现代电网的标准。百年后的今天，随着电力电子技术的发展，直流以MVDC的形式重新进入视野。
相比高压直流（HVDC）的超高电压（100kV以上），MVDC的电压范围（1kV-100kV）更适合中短距离传输和特定应用场景。它通过降低电力损耗、减少电缆需求、优化系统设计，为电力系统提供了一种新的选择。MVDC的兴起得益于全球能源需求的增长和新能源的快速发展。以下是其主要特点：
支持新能源：MVDC可直接连接太阳能、风能、储能等直流电源，减少AC-DC转换损耗，提高效率。
成本效益：MVDC系统组件更少，建设和运营成本较低，适合数据中心、电动车充电等场景。
技术进步：新型电力电子器件（如宽禁带半导体）和转换器技术的进步，使MVDC更可靠、紧凑。
绿色贡献：MVDC有助于减少能源损耗，支持可再生能源整合，助力低碳目标。
安全可靠：通过快速故障检测和先进保护装置，MVDC提升了电网的安全性和稳定性。
在美国，超过50%的电力消耗来自直流设备，如光伏、储能、电动车和消费电子。这表明直流技术的应用正在扩展，MVDC的潜力逐渐显现。MVDC已在多个试点项目中展现出价值。例如，2016-2020年间，GE Vernova的电力转换与储能业务支持了英国苏格兰电力能源网络的Angle-DC项目。这是欧洲首个MVDC链接项目，将33kV交流线路转换为±27kV直流运行，取得了多个成果：
功率容量提升：线路设计优化后，功率容量增加23%。
电压控制优化：改善了电力流管理和电路热性能。
新能源接入：为可再生能源的整合提供了更灵活的解决方案。
这一项目验证了MVDC在配电网中的高效性和灵活性，同时推动了英国MVDC供应链的发展。理论计算表明，MVDC相比交流可利用更低的电缆绝缘等级实现更高容量，为配电网升级提供了新思路。MVDC的应用范围还在扩大，其核心场景包括：
√新能源与储能：直接连接光伏和储能系统，减少转换步骤，提升效率。
√数据中心：为云计算和AI计算提供高效、可靠的直流供电。
√交通领域：支持铁路和电动船舶的电气化，简化供电系统。
√工业场景：为油气平台、绿色氢能电解等高耗能行业提供稳定电源。
√配电网与输电：强化配电网，优化高压直流（HVDC）到中低压的转换。
MVDC技术旨在提升能源效率，帮助工业、数据中心、绿色氢能工厂等充分利用可再生能源。通过直接从变电站获取直流电，MVDC可减少设备成本和AC-DC转换损耗。例如，MVDC能实现光伏、储能与电网的直流连接，降低能量损失，提高太阳能利用率。在微电网中，MVDC能简化控制、减少转换损耗，特别适合数据中心、工业园区、办公楼等场景。从“电流大战”到能源转型，直流技术以MVDC的形式展现出新的可能性。它为新能源整合、高效用电和低碳目标提供了支持。尽管MVDC仍在发展初期，但其在配电网、数据中心和交通电气化等领域的应用前景令人期待。未来，随着技术的进步，MVDC或将在电力系统中扮演更重要的角色。
原文链接：
https://www.enlit.world/library/the-rise-of-medium-voltage-direct-current-in-the-global-energy-transition
作者：Samir Soua
本文已进行编译。
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