过去，交流和直流电网之间的争论围绕输电效率、安全和基础设施而展开。在 19 世纪末的电流大战中，交流输电因其卓越的长距离输电能力而胜出。但随着现代技术发展和能源需求的转变，直流输电正重新兴起，尤其是在局部微电网应用中。
直流电网的优势
与传统交流连接相比，直流微电网具有以下优势：
- 通过优化的功率转换实现更高的效率。直流微电网将交流至直流整流集中化，从而减少功率转换级的数量并实现共享直流母线。集中化可降低转换损耗并提高整体系统效率。电机能量回收系统可将制动能量直接反馈至直流链路，优化了负载分配和能量分配。此外，直流系统还消除了趋肤效应和涡流损耗等问题。在工业应用中，这些改进可帮助节约多达 20% 的能源。[3]
- 可再生能源的无缝整合。太阳能电池板和风力涡轮机等可再生能源在为交流电网转换电力之前通常会产生直流电压。直流微电网可整合这些能源，无需额外的直流转交流（逆变器）级。同样，减少的功率转换次数提高了系统效率，使直流系统适用于注重可持续性的应用场景。
- 负载管理的可扩展性和灵活性。直流微电网具有高度可扩展性，因此工程师可以对其进行定制，以满足各种场景的特定电源需求，例如，从小型建筑到大型工业设施，或交流供电工厂内独立直流岛等。可直接连接工业机械、自动化设备、服务器机架、照明以及暖通空调 (HVAC) 系统等直流负载，简化了整体系统架构。
- 改善了电能质量和稳定性。直流电源不易受到谐波失真和无功功率问题的影响，这些问题会影响交流电源的质量。因此，电力输送更稳定，敏感电子设备的性能也有所提高。另外，储能系统的实施可以应对交流电网中断问题并平衡不稳定能源供应的差距。
- 简化布线并降低基础设施成本。与交流电网相比，直流微电网需要的电线更少。根据系统架构的不同，直流链路使用双线或三线连接，而不是交流电网中的五线布线。更少的导线连接和更少的电源转换器可以节省多达 50% 的铜缆，同时降低安装成本。[1] [4] 运行期间，直流电网中的可再生发电和储能系统有助于降低交流电网的峰值用电需求，这可以显著降低接通费用。
直流电网设计挑战
尽管直流微电网具备诸多优势，但在安全性和可靠性方面仍存在特定挑战。电弧管理是其中一项重大挑战。与交流电源不同，直流电源本身不具有过零点，这使得灭弧难度显著增加，进而加大了用户面临的风险。因此，必须配备高级控制和保护系统，用以管理功率流；实时监测电压、电流和温度；以及快速检测和应对故障。另一项挑战在于，直流电网属于极化系统，持续的漏电流可能导致腐蚀问题。
由于直流微电网是一项相对较新的技术，行业标准仍在制定过程中，这限制了大规模生产设备的供应。此外，熟悉直流电网安装与维护的专业技术人员也十分短缺。国际电工委员会的低压直流系统委员会以及德国的开放式直流联盟等机构正在开展标准化工作，旨在为直流系统奠定更广泛的基础。[4][5]。