DLT 2195-2020标准规范下载简介
DLT 2195-2020 新能源和小水电供电系统频率稳定计算导则.pdfICS29.240 CCS F 21
中华人民共和国电力行业
DL/T 2195202
金昌铁路建设工程施工组织设计DL/T 21952020
新能源和小水电供电系统频率
Guideforfrequencystabilitycalculationofpowersupplysystembased onrenewableenergyand small hydropower
DL/T 2195=2020
前言· .I 范围 规范性引用文件 术语和定义 总则 5计算条件和技术要求 6控制措施· 附录A（资料性） 水轮机模型 附录B（资料性） 无功功率对电网频率的影响 附录C（资料性） 调速器参数优化方法 附录D（资料性） 新能源频率调节能力改造方法
DL/T21952020
本文件按照GB/T1.1一2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规 定起草。 本文件由中国电力企业联合会提出。 本文件由全国电网运行与控制标准化技术委员会（SAC/TC446）归口。 本文件起草单位：国网四川省电力公司电力科学研究院、中国电力科学研究院有限公司、国网甘 肃省电力公司电力科学研究院、国网福建省电力公司电力科学研究院、国网冀北电力有限公司、云南 电网有限责任公司电力科学研究院、四川电力调度控制中心、国家电网公司西南分部。 本文件主要起草人：史华勃、唐晓骏、陈刚、王官宏、丁理杰、滕予非、丁坤、赵大伟、徐振华、 周剑、张华、和鹏、王曦、王彪、钱敏慧、张彦琪、李胜男、魏巍、谢岩、李建、汤凡、李莹、 孙荣富、周波、吴林林、孙大卫、黄霆、应林志、李甘、刘畅、范成围、吉平、霍启迪、李晓。 本文件为首次发布。 本文件在执行过程中的意见或建议反馈至中国电力企业联合会标准化管理中心（北京市白广路 条一号，100761），
本文件按照GB/T1.1一2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规 定起草。 本文件由中国电力企业联合会提出。 本文件由全国电网运行与控制标准化技术委员会（SAC/TC446）归口。 本文件起草单位：国网四川省电力公司电力科学研究院、中国电力科学研究院有限公司、国网甘 肃省电力公司电力科学研究院、国网福建省电力公司电力科学研究院、国网冀北电力有限公司、云南 电网有限责任公司电力科学研究院、四川电力调度控制中心、国家电网公司西南分部。 本文件主要起草人：史华勃、唐晓骏、陈刚、王官宏、丁理杰、滕予非、丁坤、赵大伟、徐振华、 周剑、张华、和鹏、王曦、王彪、钱敏慧、张彦琪、李胜男、魏巍、谢岩、李建、汤凡、李莹、 孙荣富、周波、吴林林、孙大卫、黄霆、应林志、李甘、刘畅、范成围、吉平、霍启迪、李晓珺。 本文件为首次发布。 本文件在执行过程中的意见或建议反馈至中国电力企业联合会标准化管理中心（北京市白广路 ， 条一号，100761)。
DL/T21952020
新能源和小水电供电系统频率稳定计算导则
本文件规定了新能源和小水电供电系统的频率稳定计算条件、技术要求及控制措施。 本文件适用于以新能源和小水电为主力电源、电压等级为220kV及以下的孤立电力系统或存在孤 立运行风险的电力系统频率稳定计算分析，其他电压等级电力系统的频率稳定计算可参照执行。
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文 件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适 用于本文件。 GB/T26399 电力系统安全稳定控制技术导则 GB/T31464 电网运行准则 DL/T1234 电力系统安全稳定计算技术规范 DL/T 1870 电力系统网源协调技术规范
4.1孤立运行或存在孤立运行风险的电力系统应进行频率稳定计算，并提出控制措施。 4.2频率稳定计算应包括短期、中长期频率稳定性计算，水力发电高占比系统应计算确定频率振荡 风险。 4.3频率稳定计算应采用常规发电机组及其调速系统、励磁系统、发电机涉网保护、新能源发电系统 控制及涉网保护、负荷等模型。水轮机宜采用非线性模型，条件不具备时可采用线性模型，宜考虑动 态水锤时间的影响。水轮机模型见附录A。 4.4常规发电机组涉网保护应包括超速保护、过频率保护、V/Hz限制及过励磁保护，系统中存在火电 机组时还应包括汽轮机超速保护（OPC）。 4.5新能源发电系统涉网保护应包括过频率保护、欠频率保护、过电压保护、欠电压保护。 4.6负荷模型应采用符合电网实际的典型模型和参数，计及电压、频率对负荷特性的影响
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4.7频率稳定计算宜考虑水头、光照、风速等因素对小水电和新能源发电的影响，并计及频 线路充电功率、无功补偿的影响。 4.8频率稳定风险防控措施可从电网运行方式优化、机组控制系统优化、第三道防线策略优 制定。
频率稳定计算分析前应确定下列基础数据： a）电力系统接线和运行方式； b）机组、新能源场站模型和参数； c）负荷模型和参数； d）机组、新能源场站涉网保护； e） 安全自动装置； f）无功补偿装置； g）其他元件及其控制系统的模型和参数
接入电网电压等级在35kV及以上的机组应建模；接入电网电压等级在35kV以下，且对系统 影响时宜建模。新能源场站应建模，其余可等值处理。
5.3机组控制系统和涉网保护
5.3.1机组调速、励磁系统应采用实测参数，无实测参数时可参照相同类型、相似容量机组选取。水 电机组调速系统模型应计及控制模式切换等逻辑控制；励磁系统应计及发电机低励磁限制、过励磁限 制等限制及保护。 5.3.2新能源发电系统控制及涉网保护应采用实测参数，无实测参数时可参照相同类型、容量及控制 策略的发电系统选取；模型应计及高电压穿越、低电压穿越特性；应考虑新能源发电系统配置的动态 天功补偿装置
的发电系统选取；模型应计及高电压穿越、低电压穿越特性；应考虑新能源发电系统配置的动 补偿装置。
5.5频率稳定计算方式
确定： a) 新能源发电出力特性； b) 小水电发电出力特性； c） 其他类型发电机组出力特性； d）不同类型电源的组合方式； e) 负荷水平； f) 联络线运行方式。 5.5.2高频风险分析时，电网运行方式可参照以下要求确定：
a）新能源发电出力特性； b）小水电发电出力特性； c）其他类型发电机组出力特性； d）不同类型电源的组合方式； e）负荷水平； f) 联络线运行方式。 5.5.2高频风险分析时，电网运行方式可参照以下要求确定：
DL/T21952020
a）不安排备用。 b）联网转孤网运行过程，联络线有功功率宜按大外送方式确定，无功功率宜按受入方式考虑；新 能源无快速频率响应能力时宜按大出力方式确定。 c）孤网运行，宜按水电机组少开机，新能源无快速频率响应能力时宜按大出力方式确定。 5.5.3低频风险分析时，电网运行方式可参照以下要求确定： a）不安排备用。 b）联网转孤网运行过程，联络线有功功率宜按大受入方式考虑，无功功率宜按送出方式确定；新 能源无快速频率响应能力时宜按大出力方式确定。 c）孤网运行，宜按水电机组少开机，新能源无快速频率响应能力时宜按大出力方式确定。 5.5.4应排查不同运行方式下，孤立电网发生频率振荡的风险
除常规线路等元件故障外，故障设置应根据下列可能诱发频率稳定风险的故障和扰动形式确定： a）网内最大容量机组跳机； b）电厂出线或变压器故障导致电源全停； c）网内损失大负荷； d）电网解列； e）新能源出力波动； f）负荷冲击； g）其他严重故障。
5.7频率稳定计算方法
可按照小扰动稳定和大扰动稳定研究需求确定分析方法： a）小扰动频率稳定计算可采用基于电力系统线性化模型的特征值方法： b）大扰动频率稳定计算可采用机电暂态仿真程序； c）考虑频率对无功功率的影响时可采用电磁暂态仿真程序； d）考虑新能源控制作用时可采用电磁暂态仿真程序。
扰动后系统稳态频率应维持在49.5Hz～50.5Hz，不发生等幅、增幅、弱阻尼频率振荡，不影响 网设备正常运行。特殊情况下，扰动后系统频率应保持稳定，频率运行范围根据主管部门的要求确
具有高频或低频风险时，可参照以下措施和要求对电网运行方式进行优化： a）增加系统转动惯量。 b）增加电源备用容量。 c）增加具有一次调频能力的机组开机。 d）联络线解列前断面控制应给出有功功率限额，宜给出无功功率限额。无功功率对电网频率的影 响见附录B
6.2机组控制系统优化
放造，可参考以下措施： a）具有频率振荡风险的应优化水电机组调速系统参数，调速器参数优化方法见附录C； b）宜对不具备快速频率调节能力的新能源场站进行改造，新能源频率调节能力改造方法见附 录D； c）对新能源机组进行改造，提升过频率、欠频率、过电压、欠电压的耐受与穿越能力。
63第三道防线策略优1
提升系统频率稳定的第三道防线改造策略如下： a）优化高频切机、低频减载方案； b）对于解列后，孤立电网存在高频高压风险的可采用先跳开小系统侧联络线开关，后跳开大电网 侧联络线开关策略。
提升系统频率稳定的第三道防线改造策略如下： a）优化高频切机、低频减载方案； b）对于解列后，孤立电网存在高频高压风险的可采用先跳开小系统侧联络线开关，后跳开大电 侧联络线开关策略。
根据电网实际情况制定可行的频率稳定风险防
A.1水轮机小扰动模型
水轮机小扰动模型如图A.1所示
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A.2水轮机非线性模型
水轮机非线性模型如图A.2所示。
图A.1水轮机小扰动模型
图A.2水轮机非线性模型
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理想和实际导叶开度之间的关系如图A.3所示。
图A.3理想和实际导叶开度之间的关系
B.1无功功率与频率之间的相互影响
DL/T2195—2020
为了分析新能源和小水电供电系统孤网运行后的频率稳定风险，可采用图B.1所示的简化电网进 行理论分析。
Ps+jos i0 PLoad+jQLoad
PG、QG —发电机发出的有功功率和无功功率； PLoad、QLoad—负荷的有功功率和无功功率； Li 一电源G的等值阻抗； K1、K2 线路两侧的开关； Ps、Os 电源G向电网S送出的有功功率和无功功率。
以电网功率外送方式为例，当小电网从联网运行转为孤网运行时，由于联络线的截断，孤立电网 内有功出现了富余，电网频率升高。当发电机端口电压恒定为U时，母线2、3的电压U2、U会随着 电网频率的升高而进一步升高，说明高频对高压有促进效应。根据电路理论，电容、电感发出的无功 Qc、QL，分别定义为：
P.o.d =P..a,.U.+b,U,+c.
PLo 负荷基值； ‘、b、℃——恒定阻抗、恒定电流、恒定功率负荷的有功功率占总有功功率的百分比； U 一负荷电压。 随着电压的升高，孤网内有功负荷会明显地提升，从而增大发电机组电磁功率，抑制频率上升。
断面无功功率对系统解列后孤立电网频率的影
断面无功功率大小和方向对解列后孤立电网频率有显著影响。以某小型系统为例，如图B.2所 示，断面有功功率外送约10MW，无功功率约为0Mvar，解列后系统最高频率达到50.75Hz；如图 B.3所示，断面有功功率外送约10MW，无功功率外送约10Mvar，解列后系统最高频率达到 50.45Hz；如图B.4所示，断面有功功率外送约10MW，无功功率受入约10Mvar，解列后系统最高频
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率达到50.97HZ
有功功率外送约10MW，无功功率约为0Mval
图B.3断面有功功率外送约10MW，无功功率外送约10Mvar
断面有功功率外送约10MWJB／T 8495-2020 台车抛喷丸清理机 技术条件.pdf，无功功率受入约
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附录C （资料性） 调速器参数优化方法
引发频率振荡风险的重要因素为水轮机调 统提供的负阻尼，系统超低频段负阻尼特性主要受 水轮机水锤效应及调速器控制参数的影 型如图C1所示。
调速器和水轮机系统的开环传递函数为：
JGJ@T249-2011《拱形钢结构技术规程》.pdfAo 调速器 水轮机 APm
图C.1调速器和水轮机组成的开环系统模型