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国家标准计划《基于电压源换流器的高压直流输电》由 TC60(全国电力电子系统和设备标准化技术委员会)归口,TC60SC2(全国电力电子系统和设备标准化技术委员会输配电系统电力电子技术分会)执行 ,主管部门为中国电器工业协会

主要起草单位 全球能源互联网研究院有限公司西安高压电器研究院有限责任公司南方电网科学研究院有限责任公司西安西电电力系统有限公司许继柔性输电系统公司南京南瑞继保电气有限公司机械工业北京电工技术经济研究所

目录

基础信息

计划号
20211797-T-604
制修订
修订
项目周期
18个月
下达日期
2021-07-21
申报日期
2020-06-16
公示开始日期
2021-01-15
公示截止日期
2021-01-29
标准类别
基础
国际标准分类号
29.200,29.240.99
29 电气工程
归口单位
全国电力电子系统和设备标准化技术委员会
执行单位
全国电力电子系统和设备标准化技术委员会输配电系统电力电子技术分会
主管部门
中国电器工业协会

起草单位

采标情况

本标准等同采用IEC国际标准:IEC62543:2017。

采标中文名称:基于电压源换流器的高压直流输电。

目的意义

目的:修订本标准基于电压源换流器(Voltage Sourced Converters,VSC)的高压直流输电的通用导则,满足当前技术发展需要。

意义:电压源换流器是一种极具代表性、应用领域非常广泛的灵活电力电子变换装置。

基于VSC的高压直流输电技术对我国电网安全稳定水平,建立经济、高效、先进的智能输配电系统有着重要的作用。

自上个世纪90年代电压源换流器应用到高压直流输电领域以来,我国经历了从技术引进到自主研发的长期过程,从而实现了该技术的全面突破,并在电力系统和工业领域获得非常广泛的应用,直接产值超过百亿元。

本标准2009版自发布以来,对我国柔性直流输电技术的发展和工程应用起到巨大的推动作用。

但是标准的发布距今已有十余年,在此期间,我国和世界范围内的柔性直流输电技术都在不断的进步,大量的工程应用经验发现,现有标准已不能完全满足柔性直流输电的工程应用要求,因此在此期间IEC标准进行了了2次修订,而国家标准却一直没有更新。

结合国际标准及我国电压源换流器的发展需求,亟需对现有标准进行修订。

范围和主要技术内容

范围:本标准适用于两电平、三电平脉冲宽度调制(简称“脉宽调制”)的换流器、多电平换流器、模块化多电平换流器和级联两电平换流器,不包括采用方波输出模式代替脉宽调制的两电平和三电平换流器。基于电网换相的电流源换流器的高压直流输电不包含在本标准内。 主要技术内容:本标准给出了基于电压源换流器(Voltage Sourced Converters,VSC)的高压直流输电的通用导则。本标准描述了用于VSC输电的不同类型电路拓扑,以及其基本运行特性和典型应用。主要目的是为业主在确定VSC输电方案时提供帮助。 本次修订主要技术内容: ——标准适用范围增加了“模块化多电平换流器和级联两电平换流器”(见第1章); ——修改了规范性引用文件。删除了“IEC 60633 高压直流输电术语”,增加了:“IEC 62747 高压直流输电系统用电压源换流器术语和“IEC 62751 高压直流输电系统电压源换流器(VSC)阀的功率损耗”(见第2章); ——术语引导语中增加了“IEC 62747、IEC 62501”(见第3章); ——删除了:“本标准采用的术语是建立在适用于电网换相HVDC的标准GB/T 13498和GB/T 20989基础之上的。本章仅规定专用于基于电压源换流器的高压直流输电的术语,没有定义和GB/T 13498和GB/T 20989相同的或者是明显延伸的那些术语。”,增加了“高压直流输电用电压源换流器的基本术语和定义见IEC 62747。高压直流输电用VSC阀 电气试验术语见IEC 62501。”(见3.1); ——修改了图1及说明(见3.1); ——删除了术语“功率半导体”、“VSC拓扑结构”、“运行状态”和“绝缘配合””(见见2014版的3.3、3.4、3.6和3.10); ——删除了术语“VSC换流站”、“联接变压器”、“相电抗器”、“交流侧谐波滤波器”、“高频阻塞滤波器”和“共模抑制电抗器”(见2014年版的3.5.1、3.5.2、3.5.3、3.5.5、3.5.7和3.5.9); ——将“standby”改为“no-load operating”(见3.7.2); ——将“no load operating”改为“idling”(见3.7.3); ——将“有功功率和无功功率可同时且相互独立地控制”修改为“有功功率和无功功率分别与交流系统和换流器的交流电压UL和Uconv有关,这些电压和相位之间的电抗X与相角δ的关系,如下所示:,”(见4.1.2.1); ——在“在直流输电模式下运行时VSC直流电压极性不变”前增加“多数情况下”(见4.1.4); ——修改了图7和图8(见4.3.3.3); ——修改了图9(见4.3.4); ——修改了图10(见4.3.5); ——修改了“VSC输电用半导体器件”的内容:第三行增加了“半导体”,图11删除“其”,第四行和第六行增加了“可关断”,图12增加“及续流二极管”(见4.4); ——将“可控固态开关”修改为“可关断半导体器件”,“可分为”修改为“截止目前,已投运工程中包括”,增加了:“文献中还描述了一些具有“可控开关”和“可控电压源”两种类型特性的其他换流器拓扑。有关详细信息,请参阅CIGRE_技术报告492号“高压直流输电用电压源换流器(VSC)-经济性和与其他交直流技术的比较”。”(见5.1); ——修改了图13(见5.2.3.1); ——修改了图15(见5.2.3.2); ——增加了VSC阀子模块或单元的电压控制和级联两电平换流器性能描述(见5.3.1); ——修改了图18和图19(见5.3.2); ——修改了图20(见5.3.3); ——增加了“VSC单元为半桥拓扑时的CTL拓扑”和“VSC单元为全桥拓扑时的CTL拓扑”相关内容(见5.3.4和5.3.5); ——将“开关”修改为“可关断半导体”,“不需要”修改为“要求当多个IGBT串联时(如级联二级变流器)”(见5.4.5); ——增加了“/电池直流电容器”(见5.6.1); ——增加了“或者一个单独的电阻器,与断路器或隔离开关并联,可以与主断路器串联”(见5.6.3); ——增加了“不对称单极或双极情况下,变流器绕组对地绝缘上的直流电压应力;”(见5.6.5); ——增加了阀电抗器的作用和布置位置描述(见5.6.7); ——在5.6.8.2.5中,第二段“所以子模块电容器的电压应平衡”改为“其电压可能变得不平衡。所以子模块电容器的电压应该是平衡的。因此,需要平衡控制,以确保任何不平衡不会变得过度,并导致超过设备额定值。”; ——增加了“动态制动系统”相关内容(见5.6.12); ——将“直流侧斩波电路”修改为“动态制动系统”(见6.6); ——删除了:“虽然换流器被视为理想的电源,但对于实际系统,阻抗和电纳是有限