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国家标准计划《直流输电系统机电暂态仿真建模技术导则》由 TC446(全国电网运行与控制标准化技术委员会)归口 ,主管部门为中国电力企业联合会

主要起草单位 国家电网公司国家电力调度控制中心中国电力科学研究院有限公司中国南方电网电力调度控制中心南方电网科学研究院国家电网有限公司发展策划部国家电网公司华中分部国家电网公司华东分部国网辽宁省电力有限公司国网陕西省电力公司许继集团有限公司南瑞集团有限公司北京ABB四方电力系统有限公司

目录

基础信息

计划号
20184619-T-524
制修订
制定
项目周期
24个月
下达日期
2018-12-29
申报日期
2018-04-11
公示开始日期
2018-07-26
公示截止日期
2018-08-10
标准类别
方法
国际标准分类号
29.020
29 电气工程
29.020 电气工程综合
归口单位
全国电网运行与控制标准化技术委员会
执行单位
全国电网运行与控制标准化技术委员会
主管部门
中国电力企业联合会

起草单位

目的意义

为解决我国能源资源与消费需求呈逆向分布的问题, 满足负荷中心电力供应、节能减排等方面的迫切需求,国家大力建设特高压电网,发展清洁能源;随着“一带一路”战略的深入推进,国际能源合作日益紧密,我国正逐步形成“中国技术+中国标准+中国装备+中国建设”全链条“走出去”的新格局。

当前,我国电力系统已形成特高压交直流远距离、大容量输送的复杂格局,为保障电网的安全、稳定、经济运行,需要进行大量的全面的试验研究。

由于电网运行不可中断,现场试验成本高、周期长、危险性大,电网的发展建设、运行控制和安全防御策略制定等都不可能在实际电网中进行破坏性试验验证,必须通过仿真模拟这一有效试验手段,为电网规划设计、设备研制、基础建设、调度运行等提供可靠依据。

准确的仿真模型和实测参数、规范的数据存储和仿真分析方法、统一的接口规范和试验调试流程,直接影响到电网仿真模拟的可信度与效率。

因此,亟需建立一系列电力系统元件建模及仿真相关的国家标准,以提升特高压交直流电网仿真分析的准确性、规范性和效率。

在适用于大规模交直流电网仿真的直流输电系统建模与参数实测方面,目前不同厂家、不同直流工程等均存在较大程度的差异,缺乏统一的一次和二次设备建模导则,降低了直流输电仿真的准确性和可信度,影响了电网规划方案和安全运行分析结论;而且不利于设备制造厂家集中力量形成优势产业以及产品的升级换代,制约了我国特高压交直流电网的建设和运行。

此外,由于缺乏国家标准支撑,在一定程度上阻碍了我国直流输电技术和产品、电网仿真咨询及试验检测业务等的国际输出。

本标准旨在规范适用于电力系统稳定计算的数字仿真软件中直流输电系统机电暂态建模方法和参数实测流程,并将其应用于大电网的日常稳定计算分析,这是确保交直流特高压电网安全稳定运行重要的基础性工作。

由于直流系统建模非常复杂,除上述稳定计算使用的机电暂态模型外,若要准确描述直流工程中换流阀的快速响应特性及直流控保的动作特性,还需采用电磁暂态仿真和数模混合仿真,其相关的建模方法和试验流程由本系列的其他标准进行规范。

本标准将为直流设备生产厂家、直流工程规划设计单位、电网调度运行部门等提供准确可靠的计算依据,解决直流输电系统仿真精度低而导致电网运行和安全防御措施不合理问题,为提高电网安全稳定运行水平、提升直流输电限额和输电能力提供基础;并对加强我国电力能源基础设施建设、促进我国经济持续快速发展提供重要支撑;同时,在“一带一路”电力建设形势及国际合作态势下,也将对我国的直流输电技术走向国际起到重要的推动作用。

本标准是NQI专项《特高压交直流混联大电网运行关键技术标准研究》的课题1《电力系统元件建模及仿真关键技术标准研究》的重要组成部分。

起草组在电网运行与控制技术方面调研和梳理了近200项国家和行业标准,由于其主要是在交流同步电网格局背景条件下编制的,已难以适应我国当前特高压交直流混联大电网运行控制的需要。

针对该问题,项目拟主导研究制定一批亟需的关键技术标准,完善特高压交直流混联大电网运行关键技术标准体系。

其中,课题1在电力系统元件建模方面梳理了现有的4项标准,存在明显的标准滞后与缺失问题。

本标准拟制定直流输电系统的建模技术标准,并且将来可以推荐提升为国际标准,为我国在相关技术领域拥有国际话语权奠定基础。

范围和主要技术内容

范围: 本导则规定电力系统安全稳定计算分析用的高压直流输电系统机电暂态数学模型的建立方法,适用于采用晶闸管为核心换流器件的±400kV、±500kV、±660kV、±800kV及更高电压等级的传统高压直流输电系统的机电暂态建模。 标准可在国家级、区域级、省级电力单位的直流输电系统建模仿真和参数实测中应用,涉及的机构包括电力调度机构、电网企业、发电企业、设备制造商等单位。 主要技术内容: 明确直流输电系统仿真建模技术原则,为直流输电系统仿真建模工作设定前提和边界条件,包括明确建模需要包含的必要环节、控制系统的简化方法,用于指导建模及使用人员从整体上把握模型的适用范围、应用条件、注意事项等; 规范直流输电系统仿真建模所需设备信息的收集工作,包括直流工程设计单位需要提供的成套设计方案和设备选型依据、直流设备供货商需要提供的设备参数和技术指标、试验调试单位需要提供调试后的控制装置参数和测试验证内容,一方面为直流输电系统仿真建模工作提供规范化的设备参数支撑,另一方面为促进设计单位及生产厂家的规范化生产和产品优化升级提供标准支持。 规定直流输电系统数学模型的建立方法,包括一次系统数学模型、控制系统数学模型等,为直流输电系统仿真建模提供规范化的整体框架结构、模块单元结构、各模块间的连接方式、以及实现的功能与效果等; 规定直流输电系统数学模型参数的实测与校核方法,包括实测与校核所需进行的试验项目、标准化的试验流程等,为所建直流输电系统仿真模型提供准确的参数,提升电网仿真的准确性与可信度。

国家级科研专项支撑

项目编号: 2017YFF0208100 项目名称: 《特高压交直流混联大电网运行关键技术标准研究》