直流輸電系統(tǒng)機(jī)電暫態(tài)仿真建模技術(shù)導(dǎo)則編制說明

1、國家標(biāo)準(zhǔn)報(bào)批資料國家標(biāo)準(zhǔn)直流輸電系統(tǒng)機(jī)電暫態(tài)仿真建模技術(shù)導(dǎo)則（征求意見稿）編制說明一、工作簡況1、任務(wù)來源當(dāng)前，我國電力系統(tǒng)已形成特高壓交直流遠(yuǎn)距離、大容量輸送的復(fù)雜格局，為保障電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，需要進(jìn)行大量的全面的試驗(yàn)研究。由于電網(wǎng)運(yùn)行不可中斷，現(xiàn)場試驗(yàn)成本高、周期長、危險(xiǎn)性大，電網(wǎng)的發(fā)展建設(shè)、運(yùn)行控制和安全防御策略制定等都不可能在實(shí)際電網(wǎng)中進(jìn)行破壞性試驗(yàn)驗(yàn)證， 必須通過仿真模擬這一有效試驗(yàn)手段，為電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)、設(shè)備研制、基礎(chǔ)建設(shè)、調(diào)度運(yùn)行等提供可靠依據(jù)。 因此，亟需建立一系列電力系統(tǒng)元件建模及仿真相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)，以提升特高壓交直流電網(wǎng)仿真分析的準(zhǔn)確性、規(guī)范性和效率。其中，在適用于

2、大規(guī)模交直流電網(wǎng)仿真的直流輸電系統(tǒng)建模與參數(shù)實(shí)測方面，目前不同廠家、不同直流工程等均存在較大程度的差異， 缺乏統(tǒng)一的一次和二次設(shè)備建模導(dǎo)則，降低了直流輸電仿真的準(zhǔn)確性和可信度， 影響了電網(wǎng)規(guī)劃方案和安全運(yùn)行分析結(jié)論；而且不利于設(shè)備制造廠家集中力量形成優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)以及產(chǎn)品的升級(jí)換代，制約了我國特高壓交直流電網(wǎng)的建設(shè)和運(yùn)行。 此外，由于缺乏國家標(biāo)準(zhǔn)支撐， 在一定程度上阻礙了我國直流輸電技術(shù)和產(chǎn)品、 電網(wǎng)仿真咨詢及試驗(yàn)檢測業(yè)務(wù)等的國際輸出。2018年，該標(biāo)準(zhǔn)申請(qǐng)獲得立項(xiàng)，標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃號(hào)為20184619-T-524。該標(biāo)準(zhǔn)為首次編制。2、主要工作過程a) 2017年7月，成立標(biāo)準(zhǔn)工作組。b) 2017年8月

3、 2017年11月，各單位總結(jié)以往工作經(jīng)驗(yàn)，充分調(diào)研及收資。c) 2017年12月 2018年6月，工作組經(jīng)過充分論證，修改國標(biāo)立項(xiàng)申報(bào)材料，順利完成國家標(biāo)準(zhǔn)申報(bào)平臺(tái)資料的填報(bào)、 初審工作，并完成國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)國家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)審評(píng)中心的立項(xiàng)評(píng)估答辯。國家標(biāo)準(zhǔn)報(bào)批資料d) 2018年7月，召開國家標(biāo)準(zhǔn)啟動(dòng)會(huì)，各單位相關(guān)起草組人員參加了會(huì)議，經(jīng)過充分討論，明確了后續(xù)的工作安排和任務(wù)分工； 同月，召開配套項(xiàng)目督導(dǎo)會(huì)，與會(huì)專家對(duì)前期調(diào)研的深度和廣度、 標(biāo)準(zhǔn)編寫的科學(xué)性和嚴(yán)謹(jǐn)性、 各相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)之間關(guān)系的進(jìn)一步梳理等方面提出了重要的、有建設(shè)性的意見。e) 2018年10月，中國電科院技術(shù)人員與許繼集團(tuán)相關(guān)

4、技術(shù)人員召開技術(shù)討論會(huì)，針對(duì)選擇型直流輸電及其控制系統(tǒng)模型進(jìn)行了深入的交流， 為在標(biāo)準(zhǔn)大綱中增加該技術(shù)路線的直流模型提供了重要的指導(dǎo)和依據(jù)。f) 2019年 1月，工作組在南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司召開第一次工作會(huì)議，各單位相關(guān)起草組人員參加了會(huì)議，就標(biāo)準(zhǔn)草案內(nèi)容、后續(xù)工作安排、會(huì)議計(jì)劃、任務(wù)分工等進(jìn)行了充分討論，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的具體內(nèi)容提出了大量的修改和完善意見。g) 2019年2月 3月，工作組依據(jù)第一次工作會(huì)議討論形成的修改意見，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)草案內(nèi)容進(jìn)行了修改完善，形成第一版征求意見稿。h）2019年 3月，開展了第一次廣泛征求意見，各有關(guān)單位及專家、各委員針對(duì)第一版征求意見稿給出了相應(yīng)修改意見和建議的反饋

5、表。i）2019年5月，工作組在南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司召開第二次技術(shù)討論會(huì)，各單位相關(guān)起草組人員參加了會(huì)議。會(huì)議聽取了標(biāo)準(zhǔn)起草組的匯報(bào)，并依據(jù)第一版征求意見稿的意見反饋表， 修改了相關(guān)內(nèi)容； 同時(shí)，與會(huì)人員進(jìn)一步討論了標(biāo)準(zhǔn)各項(xiàng)條款的內(nèi)容細(xì)節(jié)。j） 2019年 12月，工作組在北京市召開第三次技術(shù)討論會(huì)，各單位相關(guān)起草組人員參加了會(huì)議。 會(huì)議聽取了標(biāo)準(zhǔn)起草組的匯報(bào)， 并就標(biāo)準(zhǔn)第二次征求意見稿內(nèi)容及后續(xù)工作安排進(jìn)行了充分討論， 達(dá)成一致意見。 會(huì)后，各單位按照討論意見，分工開展完善工作，最終匯總整理形成第二版征求意見稿。二、標(biāo)準(zhǔn)編制原則和確定主要內(nèi)容的論據(jù)及解決的主要問題1、編制原則a) 遵循標(biāo)準(zhǔn)化

6、編制的 “四性 ”要求：技術(shù)上的先進(jìn)性和科學(xué)性、與國家法律法規(guī)和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)調(diào)性、標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布實(shí)施上的可操作性。b) 貫徹執(zhí)行國家的有關(guān)法律、法規(guī)和方針、政策，研究現(xiàn)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，密切結(jié)合直流輸電技術(shù)特點(diǎn)和機(jī)電暫態(tài)仿真建模要求，做到技術(shù)先進(jìn)、科國家標(biāo)準(zhǔn)報(bào)批資料學(xué)合理，并與我國交直流輸電技術(shù)發(fā)展相適應(yīng)，能夠及時(shí)反映建模與仿真的研究和應(yīng)用成果。c) 充分考慮編制本標(biāo)準(zhǔn)的目的和必要性，總結(jié)近年來國內(nèi)直流輸電及其控制系統(tǒng)建模仿真的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和研究成果，加強(qiáng)調(diào)研，借鑒國內(nèi)外成熟、先進(jìn)的技術(shù)和方法，充分繼承，合理改進(jìn)，積極、謹(jǐn)慎、穩(wěn)妥地采用新技術(shù)、新方法、新模型，保持本標(biāo)準(zhǔn)的先進(jìn)性。d) 貫徹執(zhí)行中華人民共和國標(biāo)

7、準(zhǔn)化法等法律、規(guī)定，做到格式規(guī)范，邏輯嚴(yán)謹(jǐn)，結(jié)構(gòu)清晰。e) 充分發(fā)揚(yáng)民主，與有關(guān)方面協(xié)商一致，共同確認(rèn)；做好與現(xiàn)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)之間的協(xié)調(diào)，避免重復(fù)或矛盾。f) 標(biāo)準(zhǔn)的編寫符合統(tǒng)一的規(guī)定，按 GB/T 1.1-2009“標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則 第 1 部分：標(biāo)準(zhǔn)化的結(jié)構(gòu)和編寫規(guī)則”進(jìn)行編寫，內(nèi)容編排上符合先共性、后個(gè)性的原則，做到內(nèi)容完整、具體，用詞簡明，規(guī)定明確，不模棱兩可。g) 工作分工協(xié)作、落實(shí)責(zé)任，即嚴(yán)格控制進(jìn)度計(jì)劃、又確保質(zhì)量。2、主要內(nèi)容本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了電力系統(tǒng)機(jī)電暫態(tài)仿真分析計(jì)算用的直流輸電系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的建立方法。本標(biāo)準(zhǔn)適用于± 220kV 及以上電壓等級(jí)每站一個(gè)極由單個(gè)或兩個(gè) 12 脈

8、動(dòng)換流器串聯(lián)結(jié)構(gòu)的直流輸電系統(tǒng)建模， 其它電壓等級(jí)和不同主回路結(jié)構(gòu)的直流輸電系統(tǒng)可參照?qǐng)?zhí)行。 本標(biāo)準(zhǔn)按照 GB/T1.1-2009的規(guī)則起草，并主要包含以下內(nèi)容：a） 范圍；b） 規(guī)范性引用文件；c） 術(shù)語和定義；d） 總則；e） 對(duì)直流輸電設(shè)備的要求；f） 資料和數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備；g） 直流輸電系統(tǒng)的標(biāo)么值；h） 直流輸電系統(tǒng)機(jī)電暫態(tài)模型；國家標(biāo)準(zhǔn)報(bào)批資料i） 直流輸電系統(tǒng)機(jī)電暫態(tài)模型參數(shù)校核；j） 直流輸電系統(tǒng)建模報(bào)告。三、主要試驗(yàn) 或驗(yàn)證 情況分析本標(biāo)準(zhǔn)是在深入研究常規(guī)高壓直流輸電相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及國家、 行業(yè)相關(guān)政策的基礎(chǔ)上，經(jīng)過充分調(diào)研國內(nèi)外直流輸電術(shù)語及近幾年直流輸電工程建設(shè)、 調(diào)試、運(yùn)行和建模

9、仿真等方面的經(jīng)驗(yàn)與研究成果，并廣泛聽取專家意見和建議后形成的。國內(nèi)主流的直流輸電系統(tǒng)根據(jù)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可分為兩類： 一是基于 ABB 公司的限幅型控制系統(tǒng) （現(xiàn)為南瑞廠家的技術(shù)路線） ，例如：天中、靈紹等直流工程；二是基于 SIEMENS公司的選擇型控制系統(tǒng)（現(xiàn)為許繼廠家的技術(shù)路線），例如：賓金、晉南等直流工程。兩類系統(tǒng)雖然功能相似，但是由于技術(shù)路線差異，控制特性不同，這種差異在交流電網(wǎng)大擾動(dòng)下對(duì)電網(wǎng)安全穩(wěn)定計(jì)算有明顯影響。因而，標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容編制主要是針對(duì)上述兩類技術(shù)路線的直流輸電控制保護(hù)系統(tǒng)仿真建模方面進(jìn)行規(guī)范。 充分調(diào)研近幾年國家電網(wǎng)和南方電網(wǎng)投運(yùn)的直流輸電工程，包含限幅型直流輸電控制系統(tǒng)和選

10、擇型直流輸電控制系統(tǒng)，并與南瑞集團(tuán)、許繼集團(tuán)等直流控保廠家和國調(diào)中心、南網(wǎng)調(diào)度及科研院等科研機(jī)構(gòu)進(jìn)行深入的技術(shù)交流，開展相應(yīng)的仿真建模工作。建模以深入直流控制保護(hù)內(nèi)部機(jī)理、 邏輯，建立與直流工程實(shí)際特性一致的模型為目標(biāo)和原則。 考慮到實(shí)際工程控制保護(hù)的復(fù)雜性， 且所建模型需要應(yīng)用于電力系統(tǒng)的機(jī)電暫態(tài)仿真， 因此根據(jù)機(jī)電暫態(tài)仿真的特點(diǎn)， 主要針對(duì)工程極控系統(tǒng)中對(duì)直流暫態(tài)特性有重要影響的功能、 模塊進(jìn)行建模。 建模的過程，就是在充分研究廠家極控邏輯的基礎(chǔ)上對(duì)其進(jìn)行簡化， 簡化的基本原則是確保所建模型的主要特性與直流工程的實(shí)際控制保護(hù)特性保持一致。四、知識(shí)產(chǎn)權(quán)情況說明本標(biāo)準(zhǔn)不涉及專利。五、產(chǎn)業(yè)化情況

11、、推廣應(yīng)用論證和預(yù)期達(dá)到的經(jīng)濟(jì)效果無。六、采用國際標(biāo)準(zhǔn)和國外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)情況本標(biāo)準(zhǔn)主要參考依據(jù)：國家標(biāo)準(zhǔn)報(bào)批資料a）GB/T 13498-2017 高壓直流輸電術(shù)語b）GB/T 25843-2017 ±800kV 特高壓直流輸電控制與保護(hù)設(shè)備技術(shù)要求c）GB/T 22390.1-2008高壓直流輸電系統(tǒng)控制與保護(hù)設(shè)備第1部分：運(yùn)行人員控制系統(tǒng)d）GB/T 22390.2-2008高壓直流輸電系統(tǒng)控制與保護(hù)設(shè)備第2部分：交直流系統(tǒng)站控設(shè)備e）GB/T 22390.3-2008高壓直流輸電系統(tǒng)控制與保護(hù)設(shè)備第3部分：直流系統(tǒng)極控設(shè)備f） GB/T 22390.4-2008高壓直流輸電系統(tǒng)控制

12、與保護(hù)設(shè)備第4部分：直流系統(tǒng)保護(hù)設(shè)備g）GB/T 35692-2017 高壓直流輸電工程系統(tǒng)規(guī)劃導(dǎo)則h）GB 38755-2019 電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定導(dǎo)則i） GB/Z 20996.1-2007 高壓直流系統(tǒng)的性能第 1部分：穩(wěn)態(tài)j） GB/Z 20996.2-2007 高壓直流系統(tǒng)的性能第 2部分：故障和操作k）GB/Z 20996.3-2007 高壓直流系統(tǒng)的性能第3部分：動(dòng)態(tài)l） DL/T 1130-2009 高壓直流輸電工程系統(tǒng)試驗(yàn)規(guī)程m）DL/T 277-2012 高壓直流輸電系統(tǒng)控制保護(hù)整定技術(shù)規(guī)程n）DL/T 5426-2009 ± 800kV高壓直流輸電系統(tǒng)成套設(shè)計(jì)規(guī)程o）DL/T 1131-2009 ± 800kV高壓直流輸電工程系統(tǒng)試驗(yàn)規(guī)程七、與現(xiàn)行相關(guān)法律、法規(guī)、規(guī)章及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)調(diào)性沒有與有關(guān)的現(xiàn)