DL∕T 1981.1-2019 統(tǒng)一潮流控制器 第1部分：功能規(guī)范

中華人民共和國(guó)電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T1981.1—2019Unifiedpowerflowcontroller-Part1:functionspecifications2019-06-04發(fā)布2019-10-01實(shí)施國(guó)家能源局發(fā)布 1 1 2 6 8 22I——第6部分：旁路裝置技術(shù)規(guī)范隨著UPFC相關(guān)技術(shù)的不斷發(fā)展，DL/TGB/T3222.2聲學(xué)環(huán)境噪聲的GB/T4824工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)療（ISM）射頻設(shè)備電磁GB/T22390.1高壓直流輸電系統(tǒng)控制與保GB/T26216.1高壓直流輸電系統(tǒng)直流電流測(cè)量裝置第1部分GB/T26217高壓直流輸電GB/T30553—2014基于電壓源換GB/T35702.1高壓直流系統(tǒng)用電壓源換流器閥損耗GB/T35702.2高壓直流系統(tǒng)用電壓源換流器閥損耗第2部分GB50064交流電氣裝置的過(guò)電壓保護(hù)DL/T272220kV～750kV油浸式電力變壓器使DL/T995繼電保護(hù)和電網(wǎng)安全自動(dòng)裝1統(tǒng)一潮流控制器unifiedpowerflowc靜止同步補(bǔ)償器staticsynchronous靜止同步串聯(lián)補(bǔ)償器staticsynchronousserie模塊化多電平換流器modularmultilevelc2模塊化多電平換流器型統(tǒng)一潮流控制器MMCba聯(lián)結(jié)變壓器（接口變壓器）connectiontransformer（interfac連接于電壓源換流器和交流電網(wǎng)之間，在電壓源換流器與交流電網(wǎng)間傳輸電能的變壓器。在UP平衡繞組（穩(wěn)定繞組）balancingwinding（stab3機(jī)械旁路開關(guān)（旁路斷路器）mechanicalbypassswitch(bypassUPFC運(yùn)行方式UPFCoperaUPFC串聯(lián)側(cè)、并聯(lián)側(cè)均接入系統(tǒng)運(yùn)行，且并聯(lián)換流器與串聯(lián)換流器直流側(cè)連接的運(yùn)行方式，可同STATCOM運(yùn)行方式STATCOM4UPFC串聯(lián)側(cè)單獨(dú)接入系統(tǒng)運(yùn)行，且串聯(lián)換流器與并聯(lián)換流器直流側(cè)隔離的運(yùn)行方式，可用于控制潮流跟隨控制powerflowfollow54.1UPFC典型結(jié)構(gòu)及主要設(shè)備4.1.1UPFC典型結(jié)構(gòu)變壓變壓網(wǎng)側(cè)旁路開關(guān)網(wǎng)側(cè)旁路開關(guān)TBS控制保護(hù)系統(tǒng)并聯(lián)變壓路開關(guān)晶閘管旁路開關(guān)(含閥電抗器)并聯(lián)換流器(含閥電抗器)TBS控制保護(hù)系統(tǒng)并聯(lián)變壓路開關(guān)晶閘管旁路開關(guān)(含閥電抗器)并聯(lián)換流器(含閥電抗器)6\~人"\~)TBSTBS變壓器并聯(lián)變壓7~變壓器2變壓器2變壓TBS變壓器1TBSTBS ~并聯(lián)換流器1流器2變壓器1變壓器2流器1并聯(lián)換流器2并聯(lián)變壓器1并聯(lián)變壓器2~8b)設(shè)定UPFC并聯(lián)側(cè)接入系統(tǒng)電壓或注入系統(tǒng)無(wú)功功率參考值及升降速率，通過(guò)自動(dòng)控制并聯(lián)換流器的注入電流，使UPFC并聯(lián)側(cè)接入點(diǎn)電壓滿足電壓控制要求，或注入無(wú)功功率滿足無(wú)c)串聯(lián)側(cè)功率控制與并聯(lián)側(cè)電壓或定無(wú)功控制之間應(yīng)協(xié)調(diào)考慮，滿足電網(wǎng)和UPFCUPFC宜具備單獨(dú)的STATCOM運(yùn)行方式，STATCOM運(yùn)行方式接線示意圖參見(jiàn)附錄A中圖A.2，該a)設(shè)定UPFC并聯(lián)側(cè)接入系統(tǒng)電壓或注入系統(tǒng)無(wú)功功率參考值及升降速率，通過(guò)自流器的注入電流，使UPFC并聯(lián)側(cè)接入點(diǎn)電壓滿足電壓控制要求，或注入無(wú)功功率滿足無(wú)UPFC可具備單獨(dú)的SSSC運(yùn)行方式，SSSC運(yùn)行方式接線示意圖參見(jiàn)附錄A中圖A.3，該運(yùn)行方式下b)多個(gè)換流器運(yùn)行在SSSC運(yùn)行方式時(shí)，應(yīng)具備換流器之間的協(xié)調(diào)控制功能，避免多回線路潮流UPFC宜配置串聯(lián)側(cè)潮流跟隨控制功能；當(dāng)串聯(lián)側(cè)處于潮流跟隨控制模式時(shí)，若系統(tǒng)需要緊急功率9a)UPFC的啟動(dòng)和停運(yùn)過(guò)程應(yīng)對(duì)交流系統(tǒng)無(wú)擾動(dòng)，對(duì)UPFC設(shè)備無(wú)沖擊；b)UPFC啟動(dòng)時(shí)宜將并聯(lián)側(cè)和串聯(lián)側(cè)的啟動(dòng)分開進(jìn)行，c)UPFC停運(yùn)時(shí)宜將并聯(lián)側(cè)和串聯(lián)側(cè)的停運(yùn)分開進(jìn)行，先停運(yùn)串聯(lián)側(cè)，再停運(yùn)并聯(lián)側(cè)。UPFC系統(tǒng)級(jí)控制功能包括：輸電斷面功率控制、多回線路協(xié)調(diào)控制、潮流優(yōu)化控制、電網(wǎng)無(wú)功電5.3.2.1UPFC輸電斷面功率控制實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)相關(guān)輸電斷面的潮流控制，可根據(jù)5.3.2.5輸電斷面中個(gè)別線路故障退出引起剩余運(yùn)行線路功率越限時(shí)，斷面功a)多回線路應(yīng)用UPFC時(shí)，應(yīng)具備多回線路功率協(xié)調(diào)控制功能，包括線路有功和無(wú)電網(wǎng)故障時(shí)，UPFC功率緊急控制功能應(yīng)能a)交流系統(tǒng)故障時(shí)，應(yīng)優(yōu)先通過(guò)UPFC6.1.1在電網(wǎng)規(guī)定的電壓及頻率變化范圍內(nèi)，UPFC都應(yīng)具有持續(xù)穩(wěn)定系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)能確保UPFC在全部穩(wěn)態(tài)運(yùn)行范圍內(nèi)滿足各控制目標(biāo)的誤差其中，測(cè)量值MC為對(duì)應(yīng)測(cè)量量的測(cè)量值，參考值MR為對(duì)應(yīng)測(cè)量量的設(shè)定參考值；基準(zhǔn)值MN為對(duì)側(cè)無(wú)功功率測(cè)量數(shù)據(jù)Mt計(jì)算平均值M，時(shí)間窗口接近而不重疊。通過(guò)連續(xù)測(cè)量并計(jì)算M的平均值得到對(duì)應(yīng)測(cè)量值MC，最終按（1）式計(jì)算獲得穩(wěn)態(tài)a）若測(cè)量量為并聯(lián)側(cè)無(wú)功功率，則MN取并聯(lián)換流器額定功率；b）若測(cè)量量為線路有功功率或無(wú)功功率，則MN按如下公式計(jì)算：MN=×ULN×min(ILlim,kT×ISVNULN—UPFC接入線路的額定電壓；c）若測(cè)量量為輸電斷面有功功率，則MN取為被控輸電斷面功率限額。電壓穩(wěn)態(tài)誤差計(jì)算時(shí)，可通過(guò)一定寬度時(shí)間窗口接入系統(tǒng)電壓測(cè)量數(shù)據(jù)Mt計(jì)算基波有效值M，時(shí)間窗口可為5周波，且每個(gè)測(cè)量時(shí)間窗口與緊鄰的測(cè)量時(shí)間窗口接近而不重疊。通過(guò)連續(xù)測(cè)量并計(jì)算M的平均值得到對(duì)應(yīng)測(cè)量值MC，最終按（1）計(jì)算獲得穩(wěn)態(tài)誤差量E。其中，基準(zhǔn)值MN為并聯(lián)側(cè)接入點(diǎn)a）UPFC控制線路有功功率穩(wěn)態(tài)誤差量E不宜超過(guò)±1%；b）在線路功率升降時(shí)，實(shí)際升降速率與設(shè)定值之間的誤差不宜超過(guò)±5%。a）UPFC控制線路無(wú)功功率穩(wěn)態(tài)誤差量E不宜超過(guò)±1%；b）在線路功率升降時(shí)，實(shí)際升降速率與設(shè)定值之間的誤差不宜超過(guò)±5%。a）在并聯(lián)側(cè)無(wú)功功率控制模式下，UPFC并聯(lián)側(cè)輸出無(wú)功功率的穩(wěn)態(tài)誤差量E不宜超過(guò)±1%；b）UPFC并聯(lián)側(cè)輸出無(wú)功功率升降時(shí)，實(shí)際升降速率與設(shè)定值之間的誤差不宜超過(guò)±5%。a）在并聯(lián)側(cè)交流電壓控制模式下，UPFC并聯(lián)側(cè)交流電壓的穩(wěn)態(tài)誤差量E不宜超過(guò)±0.2%；b）UPFC并聯(lián)側(cè)交流電壓升降時(shí)，實(shí)際升降速率與設(shè)定值之間的誤差不宜超過(guò)±5%。a）被控輸電斷面有功功率穩(wěn)態(tài)誤差量E不宜超過(guò)±1%；b）在斷面功率升降時(shí)，實(shí)際升降速率與設(shè)定值之間的誤差不宜超過(guò)±5%。b）UPFC動(dòng)態(tài)性能應(yīng)采用指令階躍試驗(yàn)來(lái)進(jìn)行考核，應(yīng)進(jìn)行增加和降低兩個(gè)方向的階躍；c）動(dòng)態(tài)階躍響應(yīng)包括：線路有功階躍響應(yīng)、線路無(wú)功階躍響應(yīng)、并聯(lián)側(cè)無(wú)功階躍響應(yīng)及并聯(lián)側(cè)b）線路有功功率階躍響應(yīng)時(shí)間宜不超過(guò)80ms，超調(diào)量宜小于階躍量的30%，穩(wěn)定時(shí)間宜小于b）線路無(wú)功功率階躍響應(yīng)時(shí)間宜不超過(guò)80ms，超調(diào)量宜小于階躍量的30%，穩(wěn)定時(shí)間宜小于a）UPFC或STATCOM系統(tǒng)運(yùn)行方式下，并聯(lián)側(cè)采用無(wú)功控制模式，對(duì)并聯(lián)側(cè)無(wú)功功率進(jìn)行階躍b）并聯(lián)側(cè)無(wú)功功率階躍響應(yīng)時(shí)間宜不超過(guò)50ms，超調(diào)量宜小于階躍量的15%，穩(wěn)定時(shí)間宜小于a）UPFC或STATCOM系統(tǒng)運(yùn)行方式下，并聯(lián)側(cè)采用交流電壓控制模式，對(duì)交流電壓進(jìn)行階躍試b）并聯(lián)側(cè)交流電壓階躍響應(yīng)時(shí)間宜不超過(guò)80ms，超調(diào)量宜小于階躍量的30%，穩(wěn)定時(shí)間宜小于b）如發(fā)生線路瞬時(shí)故障或鄰近線路故障，閉鎖旁路的串聯(lián)換流器宜在故障清除后10s內(nèi)完成自動(dòng)b）并聯(lián)變壓器網(wǎng)側(cè)電壓低于10%額定電壓時(shí)，應(yīng)通過(guò)控制保證并聯(lián)換流器并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)間不小于a）UPFC并聯(lián)側(cè)接入點(diǎn)電壓偏差、串聯(lián)換c）UPFC并聯(lián)側(cè)接入點(diǎn)電壓波動(dòng)與閃變、串聯(lián)換流器接入線路首末兩端電壓波動(dòng)與閃變應(yīng)滿足d）UPFC并聯(lián)側(cè)接入點(diǎn)三相電壓不平衡度、串聯(lián)換流器接入線路首末兩端電e）UPFC并聯(lián)側(cè)接入點(diǎn)電壓間諧波、串聯(lián)換流器接入線路首末兩端電壓間諧波應(yīng)滿足GB/T6.6.2UPFC換流閥過(guò)負(fù)荷能力主要取決于閥的損耗、冷卻條件、環(huán)境6.7.1UPFC換流器損耗采用損耗值與換流器額定容量的比值指標(biāo)來(lái)評(píng)估，在額定輸出情況下6.7.2聯(lián)結(jié)變壓器損耗采用制造廠設(shè)計(jì)值或試驗(yàn)所得的數(shù)據(jù)，采用損耗值6.8.1UPFC裝置中聯(lián)結(jié)變壓器、換流閥、閥電抗應(yīng)考慮UPFC裝置運(yùn)行對(duì)電話系統(tǒng)及已獲批準(zhǔn)的無(wú)線電、電視、微波或其他運(yùn)行設(shè)備的干擾，具體6.10.2每年設(shè)備原因引起的強(qiáng)迫停運(yùn)7.1.2.1換流器的電流耐受能力應(yīng)考慮其部件（可關(guān)斷閥器件、電容7.1.2.3換流器閥電抗器電抗值的選取應(yīng)綜合考慮限制換流閥故障電7.1.3.1換流器的絕緣應(yīng)考慮換流器和閥支架耐受交流電壓、直流電7.1.3.2換流器絕緣裕度確定，應(yīng)結(jié)合工程實(shí)際需求，在假定所有冗a）對(duì)于操作沖擊電壓，超過(guò)避雷器保護(hù)水平的15%；b）對(duì)于雷電沖擊電壓，超過(guò)避雷器保護(hù)水平的20%；c）對(duì)于陡波頭沖擊電壓，超過(guò)避雷器保護(hù)水平的25%。7.1.3.3換流器的過(guò)電壓能力設(shè)計(jì)應(yīng)考慮足夠的安全系數(shù)，且承受各擾，功能正確。換流器能在較高的過(guò)電壓情況7.1.5.1閥控設(shè)備應(yīng)具有完善的自檢功能和符合規(guī)范要求的接口，用于7.1.5.2閥控設(shè)備應(yīng)能接收上級(jí)控制保護(hù)系統(tǒng)發(fā)送的控制信號(hào)，將其轉(zhuǎn)7.1.5.3閥控設(shè)備應(yīng)能在功率單元損壞時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，當(dāng)功率單元損7.2.2.2短路電流一般可按網(wǎng)側(cè)繞組三相出口短路計(jì)算，當(dāng)單相、兩7.2.2.4除另有規(guī)定，用于計(jì)算承受短路耐熱能力的電流持續(xù)7.2.5.2閥側(cè)繞組中性點(diǎn)應(yīng)具有耐受一定直流電流的能力，直流偏磁7.3.2.1并聯(lián)變壓器網(wǎng)側(cè)絕緣水平應(yīng)與所接入系統(tǒng)的電壓等級(jí)相適應(yīng)a）應(yīng)在串聯(lián)變壓器網(wǎng)側(cè)和閥側(cè)配置機(jī)械旁路開關(guān)，機(jī)械旁路開關(guān)的額定電壓應(yīng)該不小于串聯(lián)變UPFC監(jiān)控系統(tǒng)基本功能可參考GB/T22390.1的規(guī)定，功能配置應(yīng)考慮UPFC的特殊要求，與UPa)UPFC的控制系統(tǒng)宜包括系統(tǒng)級(jí)控制、換流器控制和附加控制功能；控制以及無(wú)功電壓自動(dòng)控制等功能，并實(shí)現(xiàn)站間協(xié)調(diào)控制、換流器a)UPFC保護(hù)應(yīng)完全覆蓋所規(guī)定的被保護(hù)區(qū)域，相鄰保護(hù)區(qū)域之間交叉重疊；能對(duì)被保護(hù)區(qū)域內(nèi)c)UPFC保護(hù)功能應(yīng)完成對(duì)換流器、直流區(qū)、交流連接母線及串d)在故障情況下，UPFC保護(hù)宜通過(guò)改變控制策略或者移除最少的故障元件，使得故障對(duì)于系統(tǒng)e)UPFC保護(hù)應(yīng)根據(jù)串、并聯(lián)側(cè)接入不同系統(tǒng)的特性，對(duì)換流器保護(hù)、變壓器保護(hù)、線路保護(hù)等b)充電電流：包括啟動(dòng)過(guò)程中的瞬態(tài)電流及沖擊后的穩(wěn)態(tài)電流，穩(wěn)態(tài)電流持續(xù)時(shí)間不短于60s；f)瞬時(shí)功率峰值：充電回路合閘后沖擊電流在電阻上產(chǎn)生的瞬時(shí)功率最大值。7.8.2換流器橋臂及直流母線、聯(lián)結(jié)變壓器中性8.1.1試驗(yàn)主要包括工廠試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。試驗(yàn)將完成對(duì)UPFC成套系統(tǒng)設(shè)8.1.2工廠試驗(yàn)包括：設(shè)備廠內(nèi)型式試驗(yàn)、UPFC的主要設(shè)備在完成生產(chǎn)后、出廠之前應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)的出廠試驗(yàn)驗(yàn)證，驗(yàn)證設(shè)備的功能、性能及b）應(yīng)通過(guò)閉環(huán)仿真試驗(yàn)對(duì)成套控制保護(hù)系統(tǒng)總體功能進(jìn)行檢查、優(yōu)化和驗(yàn)證，并對(duì)系統(tǒng)暫態(tài)特c）設(shè)備功能性能應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求，滿足工程技術(shù)要求；二次設(shè)備單體試驗(yàn)主要是確保UPFC控制保護(hù)設(shè)備已正確地安裝，保證基本功能、電氣性能分系統(tǒng)試驗(yàn)應(yīng)對(duì)工程中所有控制保護(hù)設(shè)備及其外回路進(jìn)行測(cè)試，試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)c）進(jìn)行控制保護(hù)信號(hào)測(cè)試，檢查控制保護(hù)設(shè)備與運(yùn)行人員控制和遠(yuǎn)方監(jiān)控通信系統(tǒng)之間，以及a）系統(tǒng)試驗(yàn)方案應(yīng)以工程批準(zhǔn)文件、工程技術(shù)規(guī)范、工程設(shè)計(jì)圖紙、設(shè)備采購(gòu)合同、工程施工b）系統(tǒng)試驗(yàn)應(yīng)包括UPFC以及相連接的交流輸電系統(tǒng)的試驗(yàn)，試驗(yàn)不僅檢查參考值、設(shè)定行方式正常改變時(shí)控制的正