Q／GDW 11991.1-2019标准规范下载简介

Q／GDW 11991.1-2019 中压柔性变电站 第1部分：总则 试行.pdf

图2柔性变电站端口分布图

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1）应具备并离网功能； 2）具备有功无功的解耦控制、无功补偿、电压调节等功能，满足并网点的要求，包括但不限 于电能质量控制和治理、低电压穿越等； 3）电压波动和闪变值满足GB/T12326、谐波值满足GB/T14549、三相电压不平衡度满足GB/T 15543、间谐波含有率满足GB/T24337的要求时，柔性变电站应能正常工作。若电网中各项 参量超过上述规定的限额，柔性变电站可降额运行，满足换流阀额定电压和额定电流，同 时提供电能质量控制： 4）并网模式下，功率因数应能在超前0.95和滞后0.95的范围之内工作； 5）应充分利用多端口电力电子变压器的无功调节能力，无功调节能力不能满足系统电压调节 需要时，应在柔性变电站集中加装适当容量的无功补偿装置，必要时加装动态无功补偿装 置。 直流端口：应具备直流型电源和储能接入、直流供电、直流组网等功能

5.2.4端口工作模式

各端口的模式如下： a）各端口宜具备电流源工作模式DBJ41／T184-2020 河南省居住建筑节能设计标准（寒冷75%）.pdf，在额定的工作电压范围内，其潮流控制精度±1.5%； b）当端口处于电压源工作模式时，端口应具备电压调节能力

柔性变电站基于电源与负荷的实时功率情况，应综合协调电网、分布式电源及可控负荷，实现潮 的多向按需分配，优化潮流路径

5.3.4电能质量控制

柔性变电站应具备谐波隔离能力，抑制中低压侧的谐波交叉传递，应具备端口电压控制能力，防止 电网侧电压暂降向负荷侧传递。

5.3.5无功电压控制

无功电压动态控制能力，实现交流系统的动态和静

5.4.1保护配置应满足选择性、速动性、灵敏性和可靠性的基本要求。交流保护、直流保护与装置 制策略间的配合应满足所有运行方式。

制策略间的配合应满足所有运行方式。 5.4.2柔性变电站的继电保护应合理、可靠地将交、直流保护区的继电保护相互配合，避免保护死区 5.4.3根据系统需求可配置后备保护，包含近后备保护和远后备保护。 5.4.4保护系统应符合交流线路、直流线路等被保护设备的运行状态和故障特性，应划分保护区域 分别制定合适的保护配置方案。保护区域可分为交流保护区、直流保护区、负荷保护区、装置级保护区

5.5自动化与通信系统

0.1案性变电站应配备计算 力二次系统技术规范、电力二次系统安全防扶 程，并满足电力二次系统设备技术管 规范要求。 总实时和意

6.1多端口电力电子变压器

6.2直流变压器（如有）

6.2.1具备不同电压等级直流母线间的电压变换、功率传递和电气隔离等功能。

6.3.1中压直流断路器（如有）

中压直流断路器应满足如下要求： a）应满足GB/T11022、NB/T42107规定的相关要求： b）应用中需考虑开断过程对直流配电系统的影响，如开断过程中的过电流等； C 系统故障开断时间不大于5ms，至少具备一次重合闸功能； d) 满足正常通流功能，也能在系统故障状态下快速开断故障电流，不发生拒动或者误动； e）应具备耐受额定电流、过负荷电流及各种暂态冲击电流的能力：

中压直流断路器应满足如下要求： 应满足GB/T11022、NB/T42107规定的相关要求； b） 应用中需考虑开断过程对直流配电系统的影响，如开断过程中的过电流等； C) 系统故障开断时间不大于5ms，至少具备一次重合闸功能； 满足正常通流功能，也能在系统故障状态下快速开断故障电流，不发生拒动或者误动； e 应具备耐受额定电流、过负荷电流及各种暂态冲击电流的能力：

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应具有足够的绝缘水平，满足各种类型过电压要求，具体绝缘水平根据具体工程要求进行协定； 各组成部件均应采用抗腐蚀材料或经过抗腐蚀处理； 控制保护系统应能监视一次主要元器件的工作状态及异常情况，具有过电压和过流保护功能； 1 中压直流断路器的控制、监视及保护应满足柔性变电站控制保护系统的要求，功能正确、完备， 可靠性高。

6.3.3中压直流快速隔离开关（如有）

中压直流快速隔离开关应满足如下要求： a) 满足GB/T25091规定的相关要求； b) 宜采用开关柜的形式； c) 快速隔离开关应配置接地开关，之间应具备机械联锁； d) 接地开关的额定短时耐受电流和额定峰值耐受电流应和隔离开关一致； 额定分断时间≤10ms：额定合闻时间≤15ms

6.4.1直流电压和直流电流测量设备的精度及动态性能应满足控制保护的要求，绝缘水平应满足系 设计规范，宜具备一二次电气隔离功能。 6.4.2直流电压传感器应遵循GB/T26217标准，准确级不宜低于0.5级， 6.4.3直流电流传感器应遵循GB/T26216.1标准，准确级不宜低于0.5级。 6.4.4电磁式电压、电流互感器应遵循DL/T726、DL/T725标准

6.5.1实现对柔性变电站系统的经济调度和优化管理，可与监控系统合并建设。 6.5.2与柔性变电站监控系统数据交互，并下发运行指令给监控系统执行。 6.5.3应对柔性变电站系统分布式电源、储能及负荷等进行控制、管理和分析，宜具备负荷预测、 布式电源管理、储能设备管理、统计分析与评估等功能。 6.5.4应具备与电网调度机构数据交互功能。 6.5.5应设置防火墙等安全防护设备。

6.6.1应满足对柔性变电站主要设备运行状态的安全监视、系统保护及设备防误操作要求，符合可用 生、准确性和实时性的运行要求，同时满足与柔性变电站内部就地设备、分布式电源（储能）监控系统 和能量管理系统等的数据交互要求。 6.6.2宜配置前置服务器、数据服务器、应用服务器、工作站、交换机/路由器等设备，并采用开放式 网络实现连接。服务器和工作站的数量可根据柔性变电站的规模及运算量大小进行合理配置。 6.6.3应具备数据采集存储与处理、顺序控制、闭锁、运行模式控制、功率控制等功能。 3.6.4应设置防火墙等安全防护设备

6.7.1应根据柔性变电站系统规模、电压等级、运营模式、接入方式，明确通信系统的通道要求。 6.7.2柔性变电站内部通信方式应满足二次系统业务需求，可采用光纤通信、无线或低压电力载波 通信方式。

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6.8.1柔性变电站宜配置时间同步系统，满足继电保护、监控和能量管理等系统的对时需求。 6.8.2主时钟宜支持北斗系统或全球定位系统（GPS）单向标准授时信号，时间同步精度和授时精度 应满足所有设备的对时精度要求。

6.9.1应采用密闭、循环的液体冷却系统，能保证柔变换流阀在最大设计条件和极端使用条件下的正常 运行，且应充分考虑冷却容量的裕度。 5.9.2应包括所有相互连接的管道、管道配件、电动机、泵、冷却风机、膨胀水箱/高位水箱缓冲系统 主循环泵、去离子装置、补水装置、热交换器、仪表、排水和排气装置、控制及保护系统以及其他必要 的设备。 6.9.3应布局合理，通风良好，远离高温或有害气体，并与构筑物协调。 5.9.4柔变换流阀冷却系统应自动对正在运行的主循环泵、风机和其他机电设备进行故障监测，如发生 故障，可无扰动地自动切换至备用设备。

7.1.1柔性变电站设计应遵循“需求导向、安全可靠、经济合理”的原则，同时具备多种功能集成、 需口灵活配置、开放兼容、“功率流、信息流、业务流”深度融合等功能，实现与现有配电系统的融合 与协调。 7.1.2柔性变电站设计应满足本部分第4章、第5章和第6章的要求。 7.1.3柔性变电站设计除了遵循常规变电站通用要求外，应充分考虑电力电子设备快速响应、灵活控 制等特点。 7.1.4柔性变电站设计宜采用高集成度设备，减少设备种类和数量，降低柔性变电站占地面积。 7.1.5宜采用新型高效技术、节能环保材料，实现资源节约、环境友好。 7.1.6必要时预留通讯基站、数据计算站等建设位置。 7.1.7设计工具宜支持基于模型文件生成全站配置文件的功能，满足可视化要求。设计图纸和配置文 件可在后续生产、调试、运行各环节中直接应用

7.1.1柔性变电站设计应遵循“需求导向、安全可靠、经济合理”的原则，同时具备多种功能集成、

7.2.1.1设计内容应包括但不限于交直流电压等级选择、电气主接线设计、接地方式选择、接入系统 分析。 7.2.1.2电气主接线设计应满足可靠性、灵活性和经济性的基本原则，根据变电站在电网中的地位、 要入网络方式、出线回路数、设备特点及负荷性质等条件综合确定。在满足电网规划和可靠性要求的条 件下，主接线力求简单、清晰，以便操作维护。 7.2.1.3中性点接地方式应综合考虑配电网的网架类型、交直流相互影响、设备绝缘水平、继电保护 等因素的影响。 7.2.1.4系统设计应充分考虑不停电检修、改扩建、调试试验的便利性和安全性要求

7.2.2设备参数设讯

7.2.2.1设备参数设计应包括但不限于暂态电流分析、过电压与绝缘配合、一次关键设备设计与运行 特性分析、直流线路参数设计等。

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7.2.2.2暂态电流计算应计算设备承受的最大电流应力，包括暂态电流峰值和电流平方时间积。暂态 电流计算时应充分考虑交直流系统的各种运行方式，可采用解析计算法或仿真计算法，并留有适当裕度。 7.2.2.3过电压与绝缘配合应考虑电力电子设备接入系统后，在其本体内部故障或者系统故障时，引 起系统侧或关键设备处产生的最大过电压。 7.2.2.4一次关键设备设计与运行特性分析包括核心设备的功能、性能参数和配置原则等 7.2.2.5直流线路设计应充分考虑架空线路和电缆线路的区别。 7.2.2.6通过元件标准化、设计标准化以及试验技术标准化，提高电力电子变压器、直流变压器、直 流断路器等一次设备的可靠性及灵活性。宜采用柔性变电站装配式施工，缩短建设周期

7.2.3控制保护设计

7.2.3.1控制保护设计包括但不限于：控制系统设计、保护系统设计、自动化系统设计、系统功能检 测分析。 7.2.3.2控制系统的体系结构、功能配置和总体性能应与工程的主回路结构和运行方式相适应，保证 系统的安全稳定运行，并满足系统可用率的要求。 7.2.3.3保护系统设计应考虑柔性变电站的故障隔离功能以及快速闭锁能力。保护系统应自动适用柔 性变电站系统的各种运行方式。保护系统与控制系统的功能和参数应正确地协调配合。 7.2.3.4自动化系统包括监控系统设计、调度自动化设计，以及确定主要二次设备的功能、性能要求 和配置原则等。调度自动化应通 准性、可靠性、可用性、安全性、扩展性、先进性原则，合理配置 设备数量，对于暂不具备条件实现的功能应用，应预备扩展或升级的接口。 7.2.3.5系统功能检测分析包括控制保护系统入网检测和现场调试等。 7.2.3.6柔性变电站测量及控制保护设备、通信设备、通信链路宜采用先进成熟技术，元器件采用工 业级元件，以提高设备自身可靠性。柔性变电站测量及控制保护设备、通信设备、通信链路宜亢余配置。 在重要通信机房和环境较差的机房，宜增加通风设备和空调设备，改善电力通信系统运行环境，提高设 备安全可靠性。 7.2.3.7柔性变电站信息安全总体防护应从物理安全策略、网络安全策略、系统安全策略和应用安全 策略四方面考虑实现

8.1.1柔性变电站试验应包括主要主设备试验、分系统试验和系统运行试验。其中分系统试验和系统 运行试验主要在现场完成。 8.1.2通过试验对柔性变电站一次/二次的设备/装置/系统的软硬件设计、装配、功能和性能进行全面 检验。 8.1.3试验条件应满足本部分第4、5章要求，型式试验、出厂试验和现场交接试验项目应包括但不限 于本部分附录A的要求。 8.1.4试验结果的判定标准应满足本部分第6、7章的要求。

8. 2. 1 试验目的

主设备试验主要用于验证电气一次设备自身的电气和机械特性，验证设备单体是否具备应有的功能 以及保证电气二次设备的基本功能、电气性能、工艺质量满足设计要求。

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分系统试验主要用于检验柔性变电站控制保护设备之间、控制保护设备与各分系统之间的接口和连 的正确性。分系统试验的试验项目应满足表A.2的规定。

8. 3. 2试验内容

分系统试验应包括但不限于以下内容： a) 二次回路检查，包括但不限于：电磁式电流互感器二次回路试验，电磁式电压互感器二次回路 试验，断路器、隔离开关二次回路试验，控制保护二次回路试验，光纤回路检查； 6 控制保护系统试验，包括但不限于：装置外部检查，绝缘试验，上电检查，逆变电源检查，开 关量输入回路检查，输出触点及输出信号检查，采样系统检查，整定值的整定及检验，光纤通 道检查； ) 监控系统试验，包括但不限于：控制功能检查，告警功能检查； d) 远动通信试验； e) 联锁及防误系统试验； 换流阀冷却系统二次设备试验： 9 时间同步系统试验： h) 辅助系统试验，包括但不限于站用电源、空调暖通、消防、火灾报警、安全监视等接口试验； 保护整组传动试验； j 一次通流加压试验； k) 低压DC/AC、低压DC/DC设备、储能设备二次系统试验，包括但不限于：设备功能检查，设 备状态检查，输出信号检查，输入信号检查，光纤回路检查，温升试验。

8. 4. 1试验目的

系统运行试验主要用于检验柔性变电站是否能满足系统运行的要求，其功能、性能是否达到设计预 验证整个柔性变电站与交流系统联合运行性能

B. 4. 2 试验内容

系统运行试验应包括但不限于以下内容： a）换流变压器充电试验（如有）； b）换流阀充电触发试验：

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c）柔性变电站启停试验； d） 柔性变电站紧急停运试验： 柔性变电站换流阀的几余切换试验： 柔性变电站稳态性能试验，包括但不限于：柔性变电站控制模式切换试验，柔性变电站功率升 降试验，柔性变电站运行方式切换试验； 柔性变电站动态性能试验，包括但不限于：直流电压阶跃试验，交流侧电压阶跃试验，交流侧 无功阶跃试验，换流阀故障穿越试验，换流阀故障自愈试验； 保护带电跳闸试验 换流阀冷却系统切换试验，包括但不限于：手动切换试验，故障切换试验； 辅助系统试验，包括但不限于：站用交流电源切换试验，站用直流辅助电源故障试验（模拟单 路直流辅助电源故障）； K 柔性变电站满负荷试验； 短路试验； m试运行试验

c）柔性变电站启停试验； d 柔性变电站紧急停运试验； e) 柔性变电站换流阀的几余切换试验： 柔性变电站稳态性能试验，包括但不限于：柔性变电站控制模式切换试验，柔性变电站功率升 降试验，柔性变电站运行方式切换试验； 9 柔性变电站动态性能试验，包括但不限于：直流电压阶跃试验，交流侧电压阶跃试验，交流侧 无功阶跃试验，换流阀故障穿越试验，换流阀故障自愈试验； 保护带电跳闸试验 1） 换流阀冷却系统切换试验，包括但不限于：手动切换试验，故障切换试验； 辅助系统试验，包括但不限于：站用交流电源切换试验，站用直流辅助电源故障试验（模拟单 路直流辅助电源故障）； k） 柔性变电站满负荷试验； 1 短路试验； m试运行试验

柔性变电站的分系统试验项目应符合表A.2的规定

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表A.2分系统试验项目

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A. 3 系统运行试验

柔性变电站的系统运行试验项目应符合表A.3的规定

表A.3系统运行试验项目

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柔性变电站所用到的多端口电力电子变压器典型结构示意图见图B.1。

附录B （资料性附录） 电力电子变压器典型拓扑结构

图B.1电力电子变压器典型结构示意图

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编制背景 编制主要原则 与其他标准文件的关系 主要工作过程， 19 标准结构和内容 19 条文说明 20

编制背景 编制主要原则 与其他标准文件的关系 主要工作过程， 标准结构和内容 19 条文说明 20

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本部分主要根据以下原则编制： a）本部分的编制遵守现有国家相关法律、政策、条例、标准和导则等； b）本部分的基本原则是保障柔性变电站新技术在当前配电网中安全可靠、合理有效的运用； C 本部分应涉及柔性变电站的术语和定义、总体要求、系统构架、主要设备及功能要求、设计以 及试验，以便更全面地指导柔性变电站的实际应用 本部分项目计划名称为“柔性变电站设计技术导则第1部分：总则”，因需要与引用的行业标准名 称表述保持一致，经编写组与专家商定，更名为“中压柔性变电站第1部分：总则”

本部分与相关技术领域的国家现行法律、法规和政策保持一致。 本部分不涉及专利、软件著作权等知识产权使用问题， 本部分与行业标准《柔性变电站技术导则》基本一致DB15／T 1827-2020标准下载，在系统架构、主要设备及功能要求、设计要 求方面进行了完善和细化

2019年4月，按照《国家电网有限公司关于下达2019年度公司第1批技术标准制修订计划的通知》 国家电网科（2019）191号文）的编制要求，项目启动。 2019年5月，完成标准大纲编写，确定标准章节内容。 2019年7月，开展标准编制工作，形成标准初稿。 2019年8月，开展集中工作，形成征求意见稿。 2019年9月，在公司系统内外征求意见，修改形成标准送审稿。 2019年10月，召开标准送审稿专家审查会，审查结论为：同意修改后报批。 2019年11月底，修改形成标准报批稿，

《中压柔性变电站》标准分为7个部分： 第1部分：总则 第2部分：系统设计导则

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第3部分：控制保护系统 第4部分：电力电子变压器 第5部分：换流阀试验 第6部分：现场试验 第7部分：运行检修规程 《中压柔性变电站》标准第1部分规定了柔性变电站的架构组成、主要设备及功能要求、设计及试 验等环节的要求；第2部分给出了柔性变电站系统设计原则；第3部分给出了控制保护系统要求；第4 部分给出了电力电子变压器性能功能要求；第5部分给出了设备试验要求；第6部分给出了设备现场试 验要求；第7部分给出了设备运行检修规程要求。第1部分和第2部分侧重于柔性变电站整体要求，第 3部分和第4部分侧重于装置要求，第5部分和第6部分是试验要求，第7部分是设备运行检修规程要 求。这7个部分标准单独成册，可分别独立使用。 本部分为《中压柔性变电站》标准的第1部分。 本部分按照《国家电网公司技术标准管理办法》（国家电网企管（2018）222号文）的要求编写 本部分的主要结构和内容如下： 本部分主题章分为5章，由总体要求、系统构架、主要设备及功能要求、设计、试验组成。本部分 主要规定了柔性变电站的相关术语和定义，明确了柔性变电站总体要求、体系架构、控制及保护要求 说明了柔性变电站的主要设备及功能需求，规定了设计及试验等环节的要求，并列举了相关资料性附录。

本部分第4.1条中，柔性变电站应集成电压变换/调节、无功补偿、潮流控制、短路电流限制、故障 隔离、电能质量干扰隔离等功能。可省去直流断路器及站内无功补偿装置等设备，简化了电气主接线及 电气设备平面布置。 本部分第6.1.1条中，柔性变电站是以电力电子技术为核心，具备高度集成、高度灵活、高度兼容 生特征的新一代变电站，由电力电子变压器、开关设备、继电保护及安全自动装置、监控系统、网络通 言系统、站用时间同步系统、电力系统动态记录装置、计量系统、电能质量监测系统、站用电源系统级 辅助设施等设备或系统组成。在交直流配电网中应用柔性变电站，能够以电力电子换流阀替代传统的变 压器、断路器、无功补偿等一次设备GB／T 23451-2009 建筑用轻质隔墙条板，实现“一机多能”，减少设备占地和维护成本；使变电站具备不 司电压等级的交、直流端口，支持灵活组网和分布式能源即插即用；可改变传统变电站潮流自然分配的 方式，实现潮流按需分配；能够由换流阀实现故障快速隔离和系统恢复，减少停电损失，避免事故扩大： 可实现系统和用户的电能质量干扰隔离，满足敏感用户的电压暂降抑制需求，保证负荷可靠供电。 本部分第6.2.1条中，柔性变电站端口，可分为中压交流、中压直流、低压交流、低压直流四类端 口。柔性变电站端口为以上四类端口组合，至少包含两个及以上电压等级，三个及以上不同交直流端口。 其中的两个及以上电压等级中一般要包含中压和低压电压等级