前言

在人們不斷努力實現可持續發展社會的過程中，智能電網（下一代輸電線路）正在成為推動太陽能和風力等可再生能源采用的關鍵技術。智能電網是一種利用計算機和通信技術來提高輸電和供電效率的能源網絡系統。TDK的雙向直流-直流轉換器在此范式中發揮著重要作用。

智能電網對于利用可再生能源至關重要

在我們努力實現脫碳社會的過程中，推廣對環境友好的可再生能源是我們目前在全球范圍內面臨的一大挑戰。然而，因難以平衡供需，太陽能和風能等可再生電力來源存在固有的劣勢，主要原因是由于其發電量會根據天氣條件和其他因素而波動。由于電力難以大量儲存，供需必須始終保持平衡。如果這種平衡被打破，作為電力質量關鍵指標的頻率就可能會下降，在最壞的情況下可能會引發大范圍的停電。

作為解決這一問題的一種途徑，智能電網的建設正在引起全世界的關注。由于智能電網利用 ICT和其他技術來優化電力的供需平衡，它們對于基于可再生能源的電力系統來說可謂是不可或缺的。

▲ 區域智能電網（智慧城市）的概念圖

智能電網還可以通過雙向通信利用智能電表，利用數值以及圖表可視化的顯示住宅、辦公室和工廠的用電量，從而有助于節約能源。此外，每個設施的發電和儲電量可以在智能電網內共享，以提高效率。

直流-直流轉換器在智能電網中的作用及其面臨的技術挑戰

智能電網使用直流電源代替傳統的商用交流電源，因為太陽能、風能和其他能源在直流（直流微電網*1）中產生電力。剩余電力使用鋰離子電池和其他類型的充電電池進行儲存。直流微電網和充電電池之間的電力交換通過一種稱為直流-直流轉換器的電源設備實現。直流-直流轉換器通過將直流轉換為另一種形式的直流，在為電子設備產生最佳穩定電壓上發揮著關鍵作用。

為了穩定可再生能源產生的波動功率，直流-直流轉換器必須精確且連續地控制充電電池的充電和放電，這需要先進的電力轉換技術。給電網的電池充電和放電還需要兩個獨立的直流-直流轉換器，每個方向一個，這就是另一個問題了。

▲ 直流-直流轉換器在智能電網中的作用

在單個單元中雙向交換直流電源的直流-直流轉換器解決方案

TDK的EZA系列雙向直流-直流轉換器通過一個單元即可實現電池充電和放電所需的電力轉換，從而解決了上述問題。

它們采用最新的數字控制技術，實現了先進功率轉換這一具有挑戰性的目標，在雙向上都實現了高達 94% 或更高的效率。EZA系列還具有自動運行模式，可檢測直流微電網的電壓并自行確定轉換方向，有助于穩定饋線網絡的電壓。此外，該系統還可以在不暫停直流-直流轉換的情況下高速切換轉換方向，即使在頻繁切換時也能實現無縫、不間斷的電力轉換，最終為智能電網的部署提供支持。此外，過去需要兩個單獨直流-直流轉換器的任務現在可以在一個單元中完成，從而節省空間和能源。

除了穩定直流供電外，EZA系列還以多種其他方式與充電電池互操作，例如均衡功耗以及在停電期間提供備用電源。對于智能城市（智能社區）*2，即采用智能電網技術的下一代環保城市，它們是必不可少的先進雙向直流-直流轉換器。

同時也促進了再生能源在工業設備中的使用

除了智能電網，對于在一系列使用電機的工業設備中采用再生能源*3，如起重機、電梯、自動導引車和叉車等，EZA系列也可以發揮核心作用。

負責 EZA系列的 TDK-Lambda股份有限公司工程師Hiroshige Yanagi談到了它的未來前景。“EZA系列是雙向直流-直流轉換器系列，通過TDK的核心技術實現了世界高水平的功率密度和效率。通過將其與可再生能源和充電電池相結合，可以構建靈活、高度可擴展的系統。我們預計未來需求將呈增長趨勢，產品陣容也將得到擴充。我們致力于通過EZA系列推動實現可持續發展的社會。”TDK 通過EZA 系列支持可再生能源的采用，為實現脫碳社會奠定基礎，助力推動智能電網的部署。

▲ EZA系列：絕緣型雙向直流-直流轉換器

術語

1. 直流微電網：也稱為直流電源總線。指高壓直流電源系統的公共部分。

2. 智慧城市（智慧社區）：一種區域能源管理形式（在本地生產和消費能源），利用智能電網技術將可再生能源、家用電器、充電電池和電動汽車相互連接，還結合了交通系統等。

3. 再生能源：一般是指從設備中回收后轉化為電能再利用的剩余能量。

審核編輯 ：李倩