柔性直流電網安全穩定運行技術導則目 ??次前言 錯誤！未定義書簽。范圍 2規范性引用文件 2術語和定義 2直流電網運行方式 錯誤！未定義書簽。直流電網運行準則 錯誤！未定義書簽。直流電網計算分析原則 錯誤！未定義書簽。附錄A（資料性附錄）張北柔直電網概況 9附錄B（資料性附錄）柔直電網仿真算例 12IPAGEPAGE11PAGEPAGE10柔性直流電網安全穩定運行技術導則范圍本標準規定了320kV及以上電壓等級的柔直電網的運行方式、運行原則和計算分析原則等方面的基本要求。本標準適用于柔直電網的可研、規劃、設計、制造、運行工作。規范性引用文件GB/T13498高壓直流輸電術語GB/T26399電力系統安全穩定控制技術導則\hGB/T\h30553基于電壓源換流器的高壓直流輸電GB/T34118高壓直流系統用電壓源換流器術語GB/T34139柔性直流輸電換流器技術規范GB/T37015.1\h1DL/T723電力系統安全穩定控制技術導則DL755電力系統安全穩定導則IEEE1204直流接入弱交流系統設計導則（GuideforPlanningDCLinksTerminatingatACLocationsHavingLowShort-CircuitCapacities）術語和定義GB/T13498、GB/T34118、GB/T37015.1規定的及下列術語和定義適用于本文件。3.1柔性直流電網VoltageSourceConverterbasedDCgrid電壓源型換流器直流母線直接連接的具有網格狀結構的電網，可以通過DC/DC變換器變壓，直流線路需具備故障隔離能力。3.2單一元件singleelement3.3交流故障穿越附加控制ACfaultridethroughadditionalcontrol當換流站交流側發生故障后，為實現柔直電網故障穿越，電壓源換流器采取的故障穿越控制策略。低壓限流控制lowvoltagecurrentlimitcontrol電壓源換流器的附加控制環節，根據換流器公共連接點（PCC）交流母線的電壓測試標幺值修改換流器內環電流限幅定值，用來降低交流母線短路故障時換流器注入交流系統的電流。currentresponsedelaycontrol3.3.2暫態過電壓抑制transientovervoltagesuppression孤島運行時電壓源換流器的附加控制環節，根據換流器公共連接點（PCC）交流母線的電壓測試標3.4柔性直流電網裕度VSCbasedDCgridextracapacity柔直電網設備允許最大輸電功率與額定運行功率的差值與額定運行功率之間的比值。柔直電網運行方式送端接入系統運行方式受端接入系統運行方式調節端接入系統運行方式柔直電網運行原則一般要求直流電網承受大擾動能力的安全穩定標準分為三級：第一級標準：保持穩定運行和電網的正常供電；第二級標準：保持穩定運行，但允許損失部分功率；第三級標準：當系統不能保持穩定運行時，必須防止系統崩潰并盡量減少功率損失。直流電網承受大擾動能力的安全穩定標準第一級安全穩定標準a）直流系統單極閉鎖，或單換流器閉鎖；b）直流單極線路短路故障c）其他不引起直流電網長期功率不平衡或元件過載的故障。第二級安全穩定標準極母線故障；直流系統雙極閉鎖，或兩個及以上換流器閉鎖；c）d）其他引起直流電網長期功率不平衡或元件過載的故障。第三級安全穩定標準故障時開關拒動；故障時安控、自動裝置誤動或拒動；c）多重故障；d）第三級安全穩定標準涉及的情況較多，且故障設防代價大，應在柔直電網中預先設定統一的措施。柔直電網運行裕度正常運行時柔直電網運行裕度柔性直流電網在確定正常運行的運行裕度時應考慮以下因素，并保證在正常功率波動和調整有功、無功功率時，均不應發生換流器橋臂過流、直流輸電線路過載，系統電壓需始終處于正常水平：a）是否存在新能源發電經換流站孤島送出情況；b）新能源出力波動范圍；換流站控制策略與控制模式；直流電網系統級控制策略與控制模式。承受大擾動時柔直電網運行裕度a）是否存在新能源發電經換流站孤島送出情況；b）是否配置有耗能裝置；c）換流站是否為真雙極拓撲結構；d）換流站控制策略與控制模式；e）直流電網系統級控制策略與控制模式。柔直電網計算分析原則計算分析的任務與要求短路電流計算任務計算目的短路電流的校核用于測算交流系統及直流網內各母線節點交流斷路器以及直流斷路器的遮斷容量是否滿足要求，是否超過設備最大遮斷能力。換流站處理原則計算交流母線節點短路電流時，換流器等效為電流源，交流故障穿越附加控制功能應作為可選項，定值由系統分析給出。工程投運前，換流器等效電流源可根據內環電流限幅值設定，可按1.05pu至1.2pu進行初步計算，宜選取高值校核交流母線斷路器遮斷容量，工程投運極控定型后，再用工程定值進行校核。PCC點故障后電壓-柔直輸出電流曲線，以此作為參考將換流器等效為電流源，參與到工程計算中。輸電能力計算任務柔直電網輸電能力是指在某一運行方式下，柔直電網能夠安全穩定運行的可輸送的最大有功功率。柔直電網輸電能力由直流電網本體輸電能力、接入系統送/受電能力共同決定。計算目的AGC計算要求柔直電網接入系統送/受電能力計算應考慮送/無功控制模式計算任務柔直電網無功控制模式計算分析是指柔直換流器外環功率控制器無功類控制方式的選擇與定值計算。計算目的結果評判柔直電網無功電壓的計算結果應滿足以下條件，可參考附錄B.3：換流站與交流近區變電站之間沒有遠距離無功輸送；直流電網接入后對近區交流電網電壓穩定性調控不產生惡劣影響；換流站內無功損耗由換流器提供無功補償；換流站交流出線充電功率由換流器提供無功補償；無功控制定值在柔直換流器允許運行范圍內；滿足無功補償分層分區和就地平衡原則；在不同運行方式與有功輸送下均滿足上述條件。直流網內過壓過流計算任務計算目的計算要求直流網內過壓過流計算應充分考慮各種故障類型，包括但不限于以下故障類型：a）換流器故障b）直流線路故障c）直流斷路器故障d）換流變壓器故障e）近區交流系統故障f）金屬回線故障g）直流母線故障h）中性母線故障i）交流母線故障j）輔助裝置故障k）通訊設備故障與新能源聯合故障穿越計算任務計算目的柔直電網與新能源聯合故障穿越計算分析用于制定和校核故障穿越策略，評價直流電網輸電能力，使柔直電網接入新能源之后不惡化新能源故障穿越情況。計算要求與新能源聯合故障穿越的計算應充分考慮各種故障類型，包括但不限于以下故障類型：a）換流器交流母線對稱短路故障換流器交流母線不對稱短路故障三級斷面以內的交流線路對稱短路故障d）三級斷面以內的交流線路對稱短路故障寬頻振蕩新能源場站投運前應進行柔直電網與新能源聯合寬頻振蕩風險分析計算。計算任務計算目的柔直電網與新能源聯合寬頻振蕩風險計算分析用于制定運行方式和校核柔直電網與新能源的阻抗計算要求a）風電機組或光伏逆變器b）動態無功補償裝置c）箱式變壓器d）饋線e）主變壓器方式：a）待投運新能源場站投運前其他新能源場站的零功率運行方式；b）待投運新能源場站投運前其他新能源場站的滿功率運行方式；c）待投運新能源場站投運后其他新能源場站的零功率運行方式；d）待投運新能源場站投運后其他新能源場站的滿功率運行方式；附錄A（資料性附錄）柔直電網結構柔直電網接入交流系統的典型結構見圖A.1.1，圖A.1.2。圖A.1.1柔直電網接入交流系統的典型結構示意圖圖A.1.2柔直電網直流本體典型三層結構示意圖柔直電網控制保護架構A..1圖A.2.1直流電網控制系統架構示意圖柔直電網穩控架構張北工程的安全穩定控制系統結構如圖A.3.1所示。圖A.3.1張北工程安全穩定控制系統結構示意圖附錄B（資料性附錄）柔直電網算例短路電流PCCB.1.1所示，再利用該特性曲線作為等效電流源參考值進行計算。兩次計算結果對比如表B.1.1所示。圖B.1.1張北柔直北京站短路電流特性曲線表B.1.1北京換流站投運后對北京電網短路電流的影響交流變電站名稱限幅值直接計算的柔直貢獻（kA）采用特性曲線計算的柔直貢獻（kA）京京換514.831.893京昌平516.0221.488京順義513.4250.107京房山512.7760.019京昌平215.3560.041京八達213.8860.028京下莊214.2910.034京蘆城211.9980.002京望京212.3630.011京安定211.3180.003京南苑211.2130.001輸電能力以張北柔直四端全接線聯網方式運行為例，如圖B.2.1所示，送端張北站單極換流器最大輸送能力1500MW，康保站單極換流器最大輸送能力750MW，送端兩站最大功率=（1500+750）*2=4500MW；受端北京站單極換流器最大輸送能力1500MW，豐寧站單極換流器最大輸送能力750MW，受端兩站最大功率=（1500+750）*2=4500MW；直流斷路器與直流線路最大電流3kA，額定電壓500kV，每條線路最大輸送能力=500*3=1500MW，送受端斷面輸電線路最大能力=1500*4=6000MW。B.2.1張北柔直四端全接線方式Pmax=Min{2400MW，Pmax=Min{無功控制模式無功控制模式計算流程如圖B.3.1所示，交流電壓波動要求及