DB34T 4539-2023 中低壓直流配電網(wǎng)規(guī)劃設計技術規(guī)范

ICS29.240.0134CCSF2134安 徽 省 地 方 標 準DB34/T4539—2023中低壓直流配電網(wǎng)規(guī)劃設計技術規(guī)范發(fā)布安徽省市場監(jiān)督管理局發(fā)布安徽省市場監(jiān)督管理局2023083120230731DB34/T4539DB34/T4539—2023DB34/T4539DB34/T4539—2023目 次前言 II范圍 1規(guī)范性引用文件 1術語和定義 2基本要求 3技術要求 3負荷預測分析 3電壓等級 3直流容載比 4無功補償 5電能質(zhì)量及其監(jiān)測 5電氣計算 5一次系統(tǒng)設計 5網(wǎng)架結構 6設備選型 6互聯(lián)要求 8二次系統(tǒng)設計 8繼電保護 8通信系統(tǒng) 9自動化 9電能計量 9用戶及電源接入 9用戶接入 10分布式電源接入 10儲能系統(tǒng)接入 11充換電設施接入 11附錄A（資料性） 直流配電網(wǎng)直流側電網(wǎng)結構示意圖 12網(wǎng)架結構示意圖 12直流接線方式示意圖 13交直流互聯(lián)典型拓撲結構示意圖 14參考文獻 16I前 言本文件按照GB/T《標準化工作導則 第1部分標準化文件的結構和起草規(guī)則的規(guī)起草。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構不承擔識別專利的責任。本文件由國網(wǎng)安徽省電力有限公司提出。本文件由安徽省能源局歸口。南瑞繼保電氣有限公司。IIII中低壓直流配電網(wǎng)規(guī)劃設計技術規(guī)范范圍本文件確定了中低壓直流配電網(wǎng)規(guī)劃設計的基本要求和技術要求，規(guī)定了一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)規(guī)劃設計的基本內(nèi)容。本文件適用于±50kV及以下電壓等級新建、擴建和改造的直流配電系統(tǒng)的規(guī)劃設計。規(guī)范性引用文件（包括所有的修改單適用于本文件。GB/T3804-2017 3.6kV～40.5kV高壓交流負荷開關GB/T14285 繼電保護和安全自動裝置技術規(guī)程GB/T15166.1-2019 高壓交流熔斷器第1部分：術GB/T15576 低壓成套無功功率補償裝置1GB/T38328-2019 柔性直流系統(tǒng)用高壓直流斷路器的共用技術要求GB/T40097-2021 能源路由器功能規(guī)范和技術要求GB50052 供配電系統(tǒng)設計規(guī)范GB50054 低壓配電設計規(guī)范GB/T50062 電力裝置的繼電保護和自動裝置設計規(guī)范GB50217 電力工程電纜設計標準GB50613-2010 城市配電網(wǎng)規(guī)劃設計規(guī)范GB50797 光伏發(fā)電站設計規(guī)范DL/T448 電能計量裝置技術管理規(guī)程DL/T614 多功能電能表DL/T645 多功能電能表通信協(xié)議DL/T814 配電自動化系統(tǒng)技術規(guī)范DL/T1GB/T38328-2019 柔性直流系統(tǒng)用高壓直流斷路器的共用技術要求GB/T40097-2021 能源路由器功能規(guī)范和技術要求GB50052 供配電系統(tǒng)設計規(guī)范GB50054 低壓配電設計規(guī)范GB/T50062 電力裝置的繼電保護和自動裝置設計規(guī)范GB50217 電力工程電纜設計標準GB50613-2010 城市配電網(wǎng)規(guī)劃設計規(guī)范GB50797 光伏發(fā)電站設計規(guī)范DL/T448 電能計量裝置技術管理規(guī)程DL/T614 多功能電能表DL/T645 多功能電能表通信協(xié)議DL/T814 配電自動化系統(tǒng)技術規(guī)范DL/T5003 電力系統(tǒng)調(diào)度自動化設計規(guī)程DL/T5044 電力工程直流電源系統(tǒng)設計技術規(guī)程D級和E級)GB/T20298靜止無功補償裝置(SVC)功能特性GB/T29328重要電力用戶供電電源及自備應急電源配置技術規(guī)范GB/T31464電網(wǎng)運行準則GB/T33592分布式電源并網(wǎng)運行控制規(guī)范GB/T35727中低壓直流配電電壓導則GB/T36547電化學儲能系統(tǒng)接入電網(wǎng)技術規(guī)定GB/T36558電力系統(tǒng)電化學儲能系統(tǒng)通用技術條件DL/T5202 電能量計量系統(tǒng)設計規(guī)程DL/T5729 配電網(wǎng)規(guī)劃設計技術導則JJG842 術語和定義下列術語和定義適用于本文件。直流配電網(wǎng) DCdistributionnetwork（[來源：GB50613—2010,2.0.1,有修改]直流容載比 capacity-loadratio直流配電網(wǎng)內(nèi)承擔配電功能的公用變電設備（換流站/變流器）總容量與相應電壓等級網(wǎng)供最大負荷的比值。[來源：GB50613—2010,2.0.8,有修改]換流器 converter2電能路由器 power2電能路由器 powerrouter直流負荷開關 DCswitch（可能包括規(guī)定的過載操作條件?；芈窏l件（如短路條件）下，在規(guī)定的時間內(nèi)承載電流的開關裝置。[來源：GB/T3804—2017,3.4]直流熔斷器 DCfuse當電流超過規(guī)定值一定時間后，以它本身產(chǎn)生的熱量使熔體熔化而開斷電路的開關器件。[來源：GB/T15166.1—2019,2.1,有修改]直流斷路器 DCcircuit-breaker障電流的設備。[來源：GB/T38328—2019,3.1,有修改]直流變壓器 DCtransformer采用基于高頻隔離變壓器或電力電子器件組成的DC/DC現(xiàn)直流電壓變換的一種成套裝置。包含電壓源型換流器及電流源型換流器。源互聯(lián)網(wǎng)的核心裝備之一。[來源：GB/T40097—2021,3.1]基本要求要求較高，交流擴容改造受限的應用場景。直流配電網(wǎng)應能安全、可靠、靈活、經(jīng)濟地向區(qū)域用戶供電，具有必備的容量裕度、合理的分布式電源接納能力、一定的負荷轉(zhuǎn)移能力、自愈能力、必備的潮流可控性及與交流配電網(wǎng)協(xié)調(diào)交互能力。直流配電網(wǎng)應綜合考慮不同分區(qū)的應用場景、電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃、設備發(fā)展水平等因素，因地制宜開展規(guī)劃設計。電保護、通信系統(tǒng)、自動化、電能計量等二次系統(tǒng)內(nèi)容。技術要求負荷預測分析35.1.2 35.1.2 近期預測結果應逐年預測，中期和遠期可列出規(guī)劃期末預測結果。電壓等級GB/T35727±50kV11～21～2表1 中低壓直流配電網(wǎng)電壓等級序列電壓范圍推薦值/kV備選值/kV中壓配電電壓等級±50±35±20±10±6±33（±1.5）表1（續(xù)）電壓范圍推薦值/kV備選值/kV低壓配電電壓等級1.5（±0.75）10.75（±0.375）0.40.22（±0.11）0.11注1：未標正負號的電壓值對應單極性直流線路，標正負號的電壓值對應雙極性直流線路。注2：建議在未來新建系統(tǒng)中優(yōu)先采用優(yōu)選值。5.2.3 2直流容載比的影響。在工程中可按式（1）計算：R直流容載比的影響。在工程中可按式（1）計算：RS (1)Pmax式中：R——Pmax——該電壓等級直流供電區(qū)域的年網(wǎng)供最大負荷，單位：MW；S（換流站/變流器。節(jié)的地區(qū)，可分區(qū)計算容載比。應根據(jù)規(guī)劃區(qū)域經(jīng)濟增長和社會發(fā)展的不同階段，確定合理的容載比取值范圍，不同負荷增長4電壓等級/kV傳輸容量/MW±5023～62±3516～44±208～22±104～12±62～7±30.8～3.5±1.50.5～2±0.750.2～0.8±0.3750.08～0.3±0.110.02～0.07情況下容載比建議值按表3的規(guī)定確定。表3 直流配電網(wǎng)容載比選擇范圍負荷增長情況飽和期較慢增長中等增長較快增長年直流負荷平均增長率KK≤2％2％＜K≤4％4％＜K≤7％K＞7％容載比1.3～1.41.5～1.71.8～2.02.1～2.35.3.4對處于負荷發(fā)展初期及快速發(fā)展期的地區(qū)、發(fā)展?jié)摿Υ蟮闹攸c開發(fā)區(qū)或負荷較為分散的地區(qū)，（負荷發(fā)展已進入飽和期在滿足用電需求和可靠性要求的前提下，可取容載比建議值下限。無功補償直流配電網(wǎng)與交流系統(tǒng)的并網(wǎng)點應考慮直流配電網(wǎng)啟動及交流系統(tǒng)運行等工況對無功功率的需求。交直流配電網(wǎng)采用電壓源型換流器互聯(lián)，可不配置無功補償裝置。交直流配電網(wǎng)采用電流源型40％～60％。電能質(zhì)量及其監(jiān)測動、電壓紋波等內(nèi)容進行評估。GB/T35727壓中的交流分量，電壓波動和紋波應滿足直流配電網(wǎng)安全可靠運行的要求。10（20）kV電氣計算直流配電網(wǎng)在設計時應針對設計方案進行潮流和短路計算。直流配電網(wǎng)潮流計算的運行方式應3～5直流配電網(wǎng)接入交流系統(tǒng)潮流計算，應對設計水平年有代表性的運行方式進行分析，且至少應包含向交流系統(tǒng)輸出最大功率、零交換功率/獨立運行、從系統(tǒng)吸收最大功率，必要時校核該地區(qū)潮流分布情況及上級主變壓器和線路的輸送能力。直流配電網(wǎng)的短路計算應考慮網(wǎng)絡拓撲、運行方式、設備選型，直流系統(tǒng)的接地方式，并分別對單極、雙極短路進行計算。交直流互聯(lián)裝置采用電流源型換流器時，應進行換流母線短路電流水平校核，滿足換相所需最小短路容量要求；采用電壓源型換流器時，必要時可考慮校驗換流母線短路電流水平。直流配電網(wǎng)規(guī)劃方案形成后，宜針對不同運行模式，開展系統(tǒng)穩(wěn)定性分析，校驗系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。一次系統(tǒng)設計5網(wǎng)架結構直流配電網(wǎng)的網(wǎng)架結構應滿足安全性、可靠性、靈活性和經(jīng)濟性的要求，并符合下列規(guī)定：架結構還應具有一定的網(wǎng)絡重構能力和自愈能力。低壓直流負載的接入應遵循差異化原則，根據(jù)不同供電區(qū)域內(nèi)電源及負荷分布特點確定接入電壓等級及接入點位置。直流配電網(wǎng)網(wǎng)架的選擇應與現(xiàn)有直流設備的制造能力和直流配電技術發(fā)展水平相適應。直流配電網(wǎng)網(wǎng)架結構選取應符合下列規(guī)定：A.1～圖A.5。式過渡的擴展形式。線、雙母線等不同的母線結構，并合理配置各分段負荷容量。直流配電網(wǎng)推薦的接線方式有單極結構、雙極結構及偽雙極結構，典型接線方式參考附錄圖A.6～A.8，不同應用場景的選取方式應符合下列規(guī)定：單極結構形式簡單、組網(wǎng)較容易、投資少，適用于對供電可靠性要求不高的地方；多用于直流饋出線的母線。偽雙極結構可以對不同電壓等級的設備靈活供電，適用于對供電可靠性要求一般的地方。直流配電網(wǎng)接地方式應符合下列規(guī)定：直流配電網(wǎng)接地系統(tǒng)的設計應綜合考慮所接入交流配電系統(tǒng)的接地方式、直流與交流互聯(lián)裝置的拓撲結構、直流系統(tǒng)單極接地故障的短路電流值等因素，合理選擇接地方案。單極和雙極直流配電網(wǎng)，接地系統(tǒng)可采用金屬回線方式，偽雙極系統(tǒng)采用大地回線方式。線電視和市政等弱電系統(tǒng)的影響。基于模塊化多電平換流器的中壓直流配網(wǎng)，當上級交流側為中性點直接接地或大電流接地系用經(jīng)箝位電阻接地的接地方式。直流側推薦采用直流電容中點經(jīng)電阻接地的接地方式。直流配網(wǎng)低壓用電側接地方式的選取應考慮保障人身安全，可采用中性點經(jīng)電阻接地方式。設備選型直流配電網(wǎng)電氣設備選型應符合下列規(guī)定：（免較高區(qū)域宜適當提高設備的配置標準。6慮功率反送的需求。素確定。流器、直流變壓器等配電設備宜戶內(nèi)配置。電能路由器選型應符合以下規(guī)定：電能路由器交流、直流端口參考電壓等級應滿足電壓等級序列要求。時，宜等效于同等電壓等級無功補償和諧波治理裝置的相關功能，其技術要求應符合15576GB/T20298GB/T33592直流負荷開關選型應符合下列規(guī)定：1.11.51.1少具備一次重合功能。直流系統(tǒng)暫態(tài)過電壓能力。換流器選型應符合下列規(guī)定：造價、功率交換需求等因素。換流器的交流側可配置換流變壓器，提供站用電源，實現(xiàn)電壓調(diào)節(jié)和故障隔離。應用于并網(wǎng)點的換流器應具備檢測并網(wǎng)點的電壓功能，電壓異常范圍及其對應的斷開時間響應應符合GB50797的規(guī)定，在并網(wǎng)點電壓異常范圍超出規(guī)定時，應能斷開與電網(wǎng)的電氣連接。直流變壓器選型應符合下列規(guī)定：直流變壓器的選擇應考慮設備的容量、可靠性、損耗、綜合造價、功率交換需求等因素。綜合考慮設備制造能力和技術經(jīng)濟合理性，可裝設多臺直流變壓器并聯(lián)運行。用于接入直流負荷和無功率外送需求的直流配電網(wǎng)宜采用單向直流變壓器，用于接入有功率交換需求的直流儲能系統(tǒng)和直流配電網(wǎng)宜采用雙向直流變壓器。直流斷路器選型應符合下列規(guī)定：1.15400連接儲能系統(tǒng)的直流斷路器額定電流應根據(jù)儲能充放電電流選擇，并按事故初期放電電流校驗保護動作的安全性，且應與直流饋線回路保護電器相配合。GB/T38328的規(guī)定。直流熔斷器選型應符合下列規(guī)定：合一的刀熔開關。7直流回路中的熔斷器，在必要時可帶有報警觸點。限流器的選型應符合下列規(guī)定：1.11.15～1.35流工作模式。線路選型應符合下列規(guī)定：直流線路可選用電纜或架空線路兩種方式。DL/T5044GB50217互聯(lián)要求直流配電網(wǎng)與交流配電網(wǎng)互聯(lián)應保障交流配電網(wǎng)、直流配電網(wǎng)的安全、可靠、高效運行，降低互聯(lián)影響，宜遵循電壓匹配、傳輸容量相互適應的原則。綜合考慮功率傳輸需求、互聯(lián)電壓等級、控制功能要求等因素，直流配電網(wǎng)與交流配電網(wǎng)互聯(lián)AC-DC、DC-AC、AC-DC-ACAA.9～A.11。二次系統(tǒng)設計繼電保護GB/T14285、GB50054GB/T50062的規(guī)定。保護宜按照下述分區(qū)進行配置：交流側保護區(qū)域：包括交流側變電站、配變、線路、母線及各類配電設備。交直流互聯(lián)設備保護區(qū)域：包括換流變壓器、換流器、聯(lián)接電抗器等交直流互聯(lián)設備。直流側保護區(qū)域：包括直流變壓器、直流母線、直流線路、直流開關設備設施等。不同保護區(qū)域的配合應遵循如下原則：不應引起直流側保護誤動。交流線路后備保護應確保線路末端故障時具有足夠的靈敏度，并應與交直流互聯(lián)設備保護配合。以確保設備及電網(wǎng)安全。交流保護、直流保護與互聯(lián)裝置控制策略間的配合應滿足所有運行方式。8GB/T14285換流變壓器應采用差動保護、本體保護；換流器應配置過流保護，并可根據(jù)需要增設橋臂電抗差動保護等。直流配電網(wǎng)內(nèi)直流變壓器及各種類型電源應針對不同特性配置完備的本體保護，保證電源內(nèi)部故障時可靠切除。直流母線應配置母線差動保護，AC/DC換流器直流出口可設置斷路器，若直流斷路器不具備故障限流功能，可根據(jù)需要配置限流器，母線故障時由故障母線相連的出線出口斷路器隔離。直流配電線路主保護宜選用全線速動的保護元件；實現(xiàn)“全線速動”困難時，可采用階段式?！?0kV上直流線路應配置直流欠壓過流保護、直流電壓不平衡保護。直流饋線宜單端配置斷路器，具備過電流保護功能，對于具有分布式電源及儲能的饋線還應配置直流方向元件。直流配電網(wǎng)的繼電保護系統(tǒng)應設置斷路器等直流開斷裝置失靈保護。直流配電網(wǎng)宜依據(jù)系統(tǒng)運行要求、直流斷路器等直流開斷裝置的技術條件設置自動重合閘功能。直流用戶端應配置過電流、低電壓保護，并具有絕緣監(jiān)測功能。直流配電網(wǎng)宜配置故障錄波和事件記錄儀器。通信系統(tǒng)信網(wǎng)絡應滿足實時性、可靠性等要求。通信系統(tǒng)應與配電網(wǎng)一次網(wǎng)架同步規(guī)劃、同步設計，在一次網(wǎng)架規(guī)劃時預留相應位置和通道。適用的通信技術，并保持適度超前。DL/T5729的規(guī)定。自動化DL/T814DL/T5003±10kV，±10kV電壓等級接入的電力電子設備應納入配電自動化系統(tǒng)的監(jiān)控范圍?！?0kV電能計量直流配電網(wǎng)內(nèi)部計量裝置配置要求應符合DL/T448DL/T5202分布式電源應安裝關口計量裝置。計量點應根據(jù)負荷、電源性質(zhì)，選擇直流電能表、多功能電能表或單雙向計量方式。多功能電GB/T17215.321DL/T614JJG842DL/T645用于結算的電能量計量裝置，應安裝采集設備，接入用電信息采集系統(tǒng)，實現(xiàn)用電信息遠程自動采集。用戶及電源接入9用戶接入50％DC/DC4表4 用戶接入容量和供電電壓等級參考表用戶接入容量/MW電壓等級/kV4.6～49.6±503.2～35.2±351.6～17.6±200.8～9.6±100.4～5.6±60.16～2.8±30.1～1.6±1.50.2～0.8±0.750.08～0.3±0.375＜0.08±0.115表5 用戶報裝容量和接入方式參考表報裝容量/MW接入方式≥8專線接入2～8綜合線接入＜2分支線接入GB/T29328、GB50052的規(guī)定。29328路器，并與電網(wǎng)側保護相互配合。分布式電源接入可接納能力及地區(qū)電網(wǎng)狀況等因素，綜合選擇并網(wǎng)方案。分布式電源接入應滿足直流配電網(wǎng)整體和局部可靠性要求。2電網(wǎng)條件，通過技術經(jīng)濟比選確定。若高、低兩級電壓均具備接入條件，優(yōu)先采用低電壓等級接入?！?0kV～±20kV±10kV～±6kV10網(wǎng)的電源可采用專線接入或T接并網(wǎng)；接入±3kV及以下電網(wǎng)的電源宜采用T接并網(wǎng)方式。GB/T35727儲能系統(tǒng)接入直流配電系統(tǒng)可在電源側、電網(wǎng)側和用戶側安裝儲能系統(tǒng)。電源側儲能直接接入電源側母線，電網(wǎng)側儲能是直接接入直流配電線路，用戶側儲能接入用戶側母線。GB/T29328儲能系統(tǒng)接入直流配電網(wǎng)后公共連接點處的電能質(zhì)量，在電壓波動、電壓偏差等方面應符合GB/T365472用時序仿真模擬方法進行充分論證。儲能系統(tǒng)接入直流配電網(wǎng)后，不應導致其所接入直流配電網(wǎng)的短路容量超過該電壓等級的允許值。GB/T的相關規(guī)定。GB/T36558充換電設施接入11充換電設施的供電電壓等級，應根據(jù)充電設備及輔助設備總容量，綜合考慮需用系數(shù)、同時系數(shù)等因素，經(jīng)技術經(jīng)濟比較后確定。重要單位的正常工作的充換電站應采用雙回路供電，并滿足如下要求：11充換電設施的供電電壓等級，應根據(jù)充電設備及輔助設備總容量，綜合考慮需用系數(shù)、同時系數(shù)等因素，經(jīng)技術經(jīng)濟比較后確定。重要單位的正常工作的充換電站應采用雙回路供電，并滿足如下要求：當任何一路電源發(fā)生故障時，另一路電源應能對保安負荷持續(xù)供電；應配置自備應急電源，電源容量至少應滿足全部保安負荷正常供電需求。80％保安負荷正常供電需求。充換電設施接入直流配電網(wǎng)線路應具有較強的適應性，其導線截面宜根據(jù)充換電設施最終規(guī)劃容量一次選定。附錄A（資料性）直流配電網(wǎng)直流側電網(wǎng)結構示意圖網(wǎng)架結構示意圖（π接）…（π接）…直流線路…（T接）…電源端直流母線…注1：圖中包含了T接與π接兩種接線方式，實際工程中可根據(jù)需要進行選擇。注2：（或?qū)ΨQ單極每路直流線路具有兩極直流導線，當直流系統(tǒng)采用雙極的接線型式時每路直流線路具有三極直流導線。12圖A.3（T接）（π接）電源端直流母線電源端12圖A.3（T接）（π接）電源端直流母線電源端直流母線注：圖中 為具備聯(lián)絡功能的直流斷路器或直流負荷開關，正常方式下為斷開狀態(tài)。圖A.2單端環(huán)狀拓撲示意圖A.1.3 雙端式直流配電網(wǎng)直流側電網(wǎng)結構拓撲見圖A.3。電源端直流母線注4：方式表現(xiàn)了2種不同類型的等效負荷。注5：圖中 為直流斷路器或直流負荷開關，正常方式下為閉合狀態(tài)。圖A.1單端輻射狀拓撲示意圖A.1.2 單端環(huán)式直流配電網(wǎng)直流側電網(wǎng)結構拓撲見圖A.2。（π接