住建部印发《柔性直流成套设计标准(征求意见稿)》

柔性直流成套设计标准(征求意见稿)

前言

本标准根据住房和城乡建设部《关于印发2016年工程建设标准规范制定、修订计划的通知》（建标函[2015]274号）的要求，由国网经济技术研究院有限公司会同有关单位共同编制完成。

本标准在编制过程中，编制组进行了广泛调研，认真总结了实践经验，进行了必要的专题研究和技术研讨，经广泛征求意见和多次讨论修改，最后经审查定稿。

本标准共14章，主要内容包括：总则、术语、总体要求、设计条件、设计要求、电气主接线设计、主回路参数计算、过电压和绝缘配合、暂态电流计算、通信系统干扰、噪声要求、可靠性和可用率、换流站一次设备参数要求和换流站控制保护系统要求。

本标准由住房和城乡建设部负责管理，由中国电力企业联合会负责日常管理，由国网经济技术研究院有限公司负责具体技术内容的解释。执行过程中如有意见或建议，请及时反馈给国网经济技术研究院有限公司（地址：北京市昌平区未来科技城北区国家电网公司办公区，邮编102209），供今后修订时参考。

目次

1总则

2术语

3总体要求

4设计条件

4.1环境条件

4.2大件运输条件

4.3交流系统条件

4.4直流输电线路和接地极参数

5设计要求

5.1额定值

5.2柔性直流系统运行方式和控制模式设计

6电气主接线设计

7主回路参数计算

7.1主设备参数计算

7.2PQ运行区间计算

7.3运行特性计算

8过电压和绝缘配合

8.1研究内容

8.2绝缘配合的基本原则

8.3过电压要求

8.4避雷器的性能要求

8.5绝缘水平

8.6爬电比距

9暂态电流计算

10通信系统干扰

11噪声要求

12可靠性和可用率

13换流站一次设备参数要求

13.1VSC阀

13.2联接（换流）变压器

13.3桥臂电抗器

13.4直流电抗器

13.5启动电阻

13.6接地装置

13.7直流开关

13.8避雷器

13.9测量装置

14换流站控制保护系统

14.1概述

14.2换流站控制保护系统总体要求

14.3运行人员控制系统

14.4交直流站控系统

14.5直流控制系统

14.6直流保护系统

14.7远动通信系统

14.8站主时钟系统

14.9直流线路故障定位系统

14.10故障录波系统

14.11保护故障录波信息管理子站

14.12其他二次子系统

14.13试验要求

本标准用词说明

引用标准名录

附：条文说明

1总则

1.0.1为使柔性直流成套设计贯彻国家的基本建设方针和技术经济政策，做到安全可靠、先进适用、经济合理、环境友好，同时为适应我国柔性直流工程建设发展的需要，统一柔性直流成套设计技术要求，提高成套设计质量，制定本标准。

1.0.2本标准适用于柔性直流系统成套设计，不包括直流线路和接地极线路设计的内容。对于某些工程的特殊要求，可根据具体的功能规范在此标准的基础上进一步研究确定。其中柔性直流系统适用于基于模块化多电平换流器的柔性直流系统，以及基于两电平、三电平换流器结构的柔性直流系统。

1.0.3本标准规定了柔性直流工程的系统设计和设备成套的工作范围、程序、技术要求和深度规定。

1.0.4柔性直流成套设计除应符合本规范外，尚应符合国家现行有关标准的规定。

2术语

2.0.1电压源voltage-sourcedconverter(VSC)

直流电压由集中于直流侧电容或者分布在换流桥臂内的直流电容提供的全控型电力电子交/直流换流器。

2.0.2模块化多电平换流器modularmulti-levelconverter（MMC）

每个阀由一定数量的独立单相电压源换流器串联组成的多电平换流器。

2.0.3直流电容器DCcapacitor

电压源换流器中承受直流电压的电容器。

2.0.4调制比modulationindex

换流器交流相电压基波峰值与换流器直流端电压的一半的比值。

2.0.5两端柔性直流系统two-terminalVSC-HVDCsystem

由两个直流输电换流站和连接它们的直流线路组成的柔性直流系统。

2.0.6多端柔性直流系统multi-terminalVSC-HVDCsystem

由多于两个独立的直流换流站和连接它们的直流输电线路组成的柔性直流系统。

2.0.7背靠背柔性直流系统back-to-backVSC-HVDCsystem

在同一地理位置的交流母线间传输能量的柔性直流系统（无直流输电线路）。

2.0.8启动电阻pre-ionresistor

换流站不控充电过程中为减少VSC阀充电电流而投入的电阻。

2.0.9桥臂电抗器armreactor

位于桥臂上和VSC阀串接的电抗器。

2.0.10直流电抗器DCreactor

换流站的直流侧串联在换流器与直流线路之间的电抗器（如有）。主要起限制短路电流和避免直流回路谐振的作用。

2.0.11PQ运行区间PQoperatingrange

指定交、直流电压下，换流站向交流系统注入有功功率和无功功率的能力。

2.0.12接地方式earthingmode

换流站接地点位置和连接方式，可选择交流侧接地方式或直流侧接地方式。

2.0.13换流站额定功率ratingpowerofconverterstation

在最高环境温度下，所有冷却设备可用但备用冷却不投入运行时，交直流电压在稳态运行范围内，换流站交流母线流向本站的最大设计有功功率。

2.0.14直流电压控制模式DCvoltagecontrolmode

控制目标为换流站直流电压的控制模式。

2.0.15有功/无功功率控制模式activepower/reactivepowercontrolmode

控制目标分别为换流站有功/无功功率的控制模式。

2.0.16交流电压/频率控制模式ACvoltage/frequencycontrolmode

控制目标分别为换流站交流母线电压/频率的控制模式。

3总体要求

3.0.1柔性直流成套设计应将柔性直流系统作为一个整体进行系统设计，以实现柔性直流系统整体性能的优化。系统设计应至少完成以下工作：

1接地方式研究；

2主接线设计；

3主回路参数计算；

4过电压和绝缘配合计算；

5暂态电流计算；

6直流系统性能设计；

7联接（换流）变压器直流偏磁电流的计算；

8研究并确定联接（换流）变压器有载调压开关控制功能和参数；

9直流控制保护系统设计。

3.0.2主接线设计应包括下列内容：

1确定柔性直流系统的接线型式；

2确定柔性直流系统的运行方式。

3.0.3主回路参数计算应包括下列内容：

1主设备参数计算；

2PQ运行区间计算；

3运行特性计算。

3.0.4过电压和绝缘配合计算应包括下列内容：

1应进行绝缘配合方案的比选；

2应进行暂态过电压计算。

3.0.5直流系统性能设计应包括下列内容：

1直流系统动态性能：包括直流系统控制响应、交流系统故障下的故障穿越、直流附加控制、特殊运行方式等，其中特殊运行方式应包括孤岛运行方式研究（如有）、交直流并联系统性能研究（如有）、多回直流相互影响研究（如有）等；

2通信干扰要求：包括无线电干扰、对电力系统载波和通信明线的干扰；

3噪声要求：包括换流站可听噪声计算等；

4换流站损耗计算；

5可靠性和可用率。

3.0.6直流控制保护系统设计应满足以下要求：

1一般要求：包括分层结构、控制双重化、保护三重化（或双重化）等设计要求。

2技术要求：成套设计应提出控制保护系统各设备的具体配置要求，以及功能、性能和接口技术要求，并应包括但不限于运行人员控制系统、交直流站控系统、直流控制系统、直流保护系统、通信系统、站主时钟系统、直流线路故障定位系统、保护故障录波信息管理子站、其他二次子系统、试验要求等。

3.0.7根据具体工程的要求可增减系统设计中相关的研究设计项目。

3.0.8在上述研究、设计的基础上应完成相关设备或子系统技术规范：

1VSC阀；

2联接（换流）变压器；

3直流断路器（如有）；

4桥臂电抗器；

5直流电抗器（如有）；

6联接电抗器（如有）；

7启动电阻；

8开关设备；

9接地装置（接地电阻、接地电抗器等）；

10测量设备；

11避雷器；

12套管；

13绝缘子；

14换流站运行人员控制系统；

15直流控制系统；

16交、直流站控系统；

17直流保护系统；

18暂态故障录波系统；

19保护故障录波信息管理子站；

20电能量计费系统终端设备；

21直流线路故障定位系统；

22换流站主时钟系统等。