交直流混聯(lián)電網(wǎng)直流系統(tǒng)輔助決策技術要求（征求意見稿）

3T/JESXXX—XXXX交直流混聯(lián)電網(wǎng)直流系統(tǒng)輔助決策技術要求本標準規(guī)定了交直流混聯(lián)電網(wǎng)直流系統(tǒng)輔助決策技術的基本技術要求。本標準適用于交直流混聯(lián)電網(wǎng)直流系統(tǒng)輔助決策技術在多電源直流并網(wǎng)，交流電網(wǎng)運行支撐，直流系統(tǒng)功率平衡及電壓控制，啟停、保護及恢復等場景下的設計、研發(fā)、檢測及運行。2規(guī)范性引用文件下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB38755電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定導則GB/T13498高壓直流輸電術語GB/T30149電網(wǎng)通用模型描述規(guī)范GB/T30553基于電壓源換流器的高壓直流輸電GB/T31464電網(wǎng)運行準則GB/T33590.1智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)技術規(guī)范第1部分：總體架構GB/T33590.2智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)技術規(guī)范第2部分：術語GB/T33604電力系統(tǒng)簡單服務接口規(guī)范GB/T34118高壓直流系統(tǒng)用電壓源換流器術語GB/T35702.1高壓直流系統(tǒng)用電壓源換流器閥損耗第1部分：一般要求GB/T35702.2高壓直流系統(tǒng)用電壓源換流器閥損耗第2部分：模塊化多電平換流器GB/T37015.1柔性直流輸電系統(tǒng)性能第1部分：穩(wěn)態(tài)GB/T51397柔性直流輸電成套設計標準DL/T5599電力系統(tǒng)通信設計導則IEC61970能量管理系統(tǒng)應用程序接口3術語和定義GB/T13498、GB/T30553、GB/T33590.2、GB/T34118界定的以及下列術語和定義適用于本文件。3.1交直流混聯(lián)電網(wǎng)hybridAC/DCpowergrid由交直流輸電系統(tǒng)互聯(lián)形成的電力系統(tǒng)，通過換流設備實現(xiàn)交直流電網(wǎng)的相互連接、協(xié)調(diào)運行。3.2穩(wěn)態(tài)運行steady-stateoperation電力系統(tǒng)在負荷、發(fā)電量等主要參數(shù)維持相對穩(wěn)定條件下的運行狀態(tài)，通常指頻率、潮流和電壓保持在正常范圍內(nèi)的運行狀態(tài)。3.3多電源直流并網(wǎng)multipletypesofenergyconnectedtoDCpower在多類電源經(jīng)直流并網(wǎng)場景中，直流電網(wǎng)的運行控制主要用于支撐大規(guī)模新能源的友好接入、傳統(tǒng)電源的遠距離輸送，以及更為復雜的多類型電源的資源優(yōu)化配置、經(jīng)濟性及市場化接入。3.4交流電網(wǎng)運行支撐supportingtheoperationoftheACpowergrid針對接入電網(wǎng)的安全穩(wěn)定性靈活提升場景，直流系統(tǒng)可在原有有功功率傳輸功能的基礎上，根據(jù)需要對所連接的交流電網(wǎng)實現(xiàn)諸如頻率支撐、無功支撐、振蕩抑制、構網(wǎng)控制以及嵌入式直流等附加功能，提高系統(tǒng)運行的安全穩(wěn)定性。4T/JESXXX—XXXX3.5直流系統(tǒng)功率平衡及電壓控制powerandvoltagecontrolinDCsystems直流電網(wǎng)可通過不同類型的換流技術配合相應協(xié)調(diào)控制策略實現(xiàn)直流電網(wǎng)外部功率的大容量消納以及內(nèi)部電壓的穩(wěn)定控制3.6啟停、保護及恢復Starting,exitingoperation,protection,andfaultrecoveryscenariosofDCpowergrid直流電網(wǎng)啟?？刂?，需要在系統(tǒng)級、站級以及閥級滿足各類設備、站點及電網(wǎng)靈活投退的需求。4總體要求直流系統(tǒng)在多電源直流并網(wǎng)，或交流電網(wǎng)運行支撐，或直流系統(tǒng)功率平衡及電壓控制，或啟停、保護及恢復場景，在正常運行方式電壓、頻率運行范圍內(nèi)直流輸電系統(tǒng)應保持穩(wěn)定運行，在交流系統(tǒng)事故后正常穩(wěn)態(tài)運行方式電壓、頻率運行范圍內(nèi)直流輸電系統(tǒng)也應保持安全穩(wěn)定運行，并能夠向交流系統(tǒng)提供適當且必要的無功支撐。直流系統(tǒng)換流器在設計的PQ運行區(qū)間的交流電壓允許變化范圍內(nèi)，應能滿足有功輸送能力和無功調(diào)節(jié)能力要求，并保持穩(wěn)定運行。在規(guī)定的運行條件下，直流系統(tǒng)應在額定運行能力的基礎上具備適當?shù)倪^負荷能力，滿足接入交流系統(tǒng)對輸電和供電可靠性的要求。除有特殊要求外，不考慮直流降壓運行。5信息交互5.1一般要求數(shù)據(jù)宜通過終端或調(diào)度自動化系統(tǒng)自動采集，采集數(shù)據(jù)應滿足GB/T33604-2017的要求，并可通過手動方式補充錄入。數(shù)據(jù)傳輸所采用的網(wǎng)絡應具有良好的開放性，網(wǎng)絡通信規(guī)約應采用標準的通用協(xié)議，符合DL/T5599-2021中的規(guī)定。網(wǎng)絡的抗干擾能力、傳輸速率及傳輸距離應滿足現(xiàn)場運行環(huán)境及控制性能的要求。宜配置內(nèi)部高精度故障錄波功能。指令下發(fā)周期應與各控制層級的時間尺度相匹配。測量裝置的精度需要滿足控制系統(tǒng)的要求。5.2關鍵構成要素輔助決策系統(tǒng)能夠直接或以符合IEC61970的接口方式從調(diào)度自動化系統(tǒng)獲取包括直流系統(tǒng)、換流站、交流電網(wǎng)在內(nèi)的交直流混聯(lián)電網(wǎng)關鍵構成要素。5.2.1直流系統(tǒng)直流系統(tǒng)拓撲結構要素包括：雙端、輻射多端、環(huán)形、網(wǎng)形、混合型。直流系統(tǒng)接線方式要素包括：單極、偽雙極、真雙極接線方式。單極接線方式包括：對稱單極、不對稱單極金屬回線、不對稱單極大地回線。單極接線方式包括：雙極大地回線、采用專用金屬回線。5.2.2換流站換流站要素包括：LCC換流站、VSC換流站、混合型換流站。5.2.3交流電網(wǎng)交流電網(wǎng)強度要素包括：交流電網(wǎng)強度。5.3數(shù)據(jù)采集交直流混聯(lián)電網(wǎng)直流系統(tǒng)輔助決策所需數(shù)據(jù)應包括：交流系統(tǒng)數(shù)據(jù)、換流站數(shù)據(jù)、直流系統(tǒng)數(shù)據(jù)等。5.3.1交流系統(tǒng)數(shù)據(jù)交流系統(tǒng)數(shù)據(jù)應包括直流系統(tǒng)并網(wǎng)點的交流電壓、交流電流、有功功率、無功功率等，數(shù)據(jù)可采用小時級或15分鐘級的數(shù)據(jù)格式。5T/JESXXX—XXXX5.3.2換流站數(shù)據(jù)換流站數(shù)據(jù)應包括LCC整流器觸發(fā)角，LCC逆變器熄弧角等，數(shù)據(jù)可采用小時級或15分鐘級的數(shù)據(jù)格式。5.3.3直流系統(tǒng)數(shù)據(jù)直流系統(tǒng)數(shù)據(jù)應包括直流電壓、直流電流、直流有功功率等，數(shù)據(jù)可采用小時級或15分鐘級的數(shù)據(jù)格式。6輔助決策6.1一般要求交直流混聯(lián)電網(wǎng)直流系統(tǒng)的控制應適應但不限于以下場景：多電源直流并網(wǎng)，交流電網(wǎng)運行支撐，直流系統(tǒng)功率平衡及電壓控制，啟停、保護及恢復等?？刂频慕Y構、功能配置和總體性能應與工程的主回路結構和運行方式相適應，以保證直流系統(tǒng)在有通信和無通信的情況下均能安全穩(wěn)定運行，并滿足系統(tǒng)可用率的要求。直流控制系統(tǒng)應充分考慮交直流混聯(lián)電網(wǎng)調(diào)節(jié)能力的要求，具備系統(tǒng)監(jiān)視、數(shù)據(jù)采集、啟?？刂?、有功功率控制、無功功率控制、直流電壓控制、交流電壓控制、故障穿越與恢復、控制模式切換等功能?？刂圃O備采用冗余配置。分布式I/O宜采用模塊化結構，易維護和更換，任何一個模塊故障應不影響其他模塊的正常工作。各控制回路應為分層結構，具備自動運行能力，具備但不限于與D5000系統(tǒng)、安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)的接口。6.2閥級控制直流電網(wǎng)的閥級控制應接收上層站級控制下發(fā)的控制指令，能夠根據(jù)接收的控制指令控制換流閥的開閉。6.3站級控制直流系統(tǒng)的站級控制應接收系統(tǒng)級控制下發(fā)的有功功率指令、無功功率指令、直流電壓指令、交流電壓指令、頻率指令、運行方式控制、控制模式選擇、順序控制等指令，實現(xiàn)有功功率控制、無功功率控制、直流電壓控制、交流電壓控制、頻率控制等功能，向閥級控制下達電壓參考值指令。6.4系統(tǒng)級控制直流系統(tǒng)的系統(tǒng)級控制策略包括主從控制策略、直流電壓裕額控制策略、直流電壓下垂控制策略，及相關改進策略。系統(tǒng)級控制應接收調(diào)度機構的調(diào)度控制指令，或者接收站內(nèi)運行人員控制指令，據(jù)此產(chǎn)生站級控制層的控制指令，并向調(diào)度機構反饋有關運行信息。系統(tǒng)級控制應與各站級控制相兼容，能夠最大化地消納所接入的有功功率。6.5輔助決策技術6.5.1控制模式匹配直流系統(tǒng)的輔助決策能夠針對交流系統(tǒng)拓撲結構匹配與之相適應的系統(tǒng)級控制模式，配置站間協(xié)調(diào)控制實現(xiàn)多個換流站間的控制模式協(xié)調(diào)以及運行特性優(yōu)化，能夠快速而靈活地平衡發(fā)電功率及穩(wěn)定直流電壓。直流系統(tǒng)的輔助決策能夠針對交流電網(wǎng)的強度匹配與之相適應的站級控制模式，能夠為任一強度交流電網(wǎng)的接入提供穩(wěn)定接入點。6.5.2控制指令計算直流系統(tǒng)的輔助決策應針對多電源直流并網(wǎng)，或交流電網(wǎng)運行支撐，或直流電壓/功率控制，或啟停、保護及恢復，利用接收到的構成要素和量測數(shù)據(jù)，可以通過確定性計算方法或不確定性計算方法，計算生成各級控制指令。6.5.1.1確定性計算方法對于可以通過具體計算公式獲得結果的，可以通過確定性計算方法計算得到控制指令。6T/JESXXX—XXXX6.5.1.2不確定性計算方法對于不可以通過具體計算公式獲得結果的，可以通過不確定性計算方法計算得到控制指令，不確定性計算方法可包括最小二乘法、線性回歸、倍比平滑法、模糊聚類法、時間序列算法、線性外推法、頻域分量法、人工智能算法、專家系統(tǒng)法等，可選擇一種或多種算法組合預測。6.5.3兼容性校驗直流系統(tǒng)的輔助決策系統(tǒng)應與各級控制系統(tǒng)相兼容，能夠?qū)崿F(xiàn)各級控制指令的正常生成與下發(fā)。7輔助決策效果評估與反饋7.1效果評估7.1.1安全穩(wěn)定性校驗控制指令應保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行，符合GB38755中的規(guī)定。7.1.1.1可靠性直流系統(tǒng)應達到高水平的可用率和可靠性，符合GB/T51397-2019中11的規(guī)定。在直流系統(tǒng)的設計中應避免由于換流站設備缺陷、控制保護系統(tǒng)誤動作或運行人員誤操作引起的系統(tǒng)強迫停運。直流系統(tǒng)的可靠性指標主要考察換流站設備強迫停運率、故障強迫停運次數(shù)。7.1.1.2損耗直流系統(tǒng)的損耗主要應計及換流器、變壓器、橋臂電抗器、限流電抗器、直流斷路器、輸電線路等。換流閥的損耗計算應按GB/T34139、GB/T35702.1和GB/T35702.2的規(guī)定進行，其余設備的損耗按GB/T20989進行計算。7.1.1.3電能質(zhì)量直流系統(tǒng)并網(wǎng)點的電壓偏差、頻率偏差、電壓波動和閃變、諧波畸變率應滿足電能質(zhì)量相關標準的要求。7.1.2功能性校驗交直流混聯(lián)電網(wǎng)直流系統(tǒng)輔助決策技術在多電源直流并網(wǎng)，交流電網(wǎng)運行支撐，直流電壓/功率控制，啟停、保護及恢復等場景下，應實現(xiàn)與運行控制場景相應的功能。7.1.2.1多電源直流并網(wǎng)在多電源直流并網(wǎng)場景下，直流系統(tǒng)能夠為所接入大規(guī)模隨機性新能源提供穩(wěn)定接入點，能夠?qū)π履茉吹碾S機性發(fā)電功率進行快速而靈活地平衡，并能夠保證傳統(tǒng)電源發(fā)電功率接入的平穩(wěn)性，實現(xiàn)多類型電源的安全穩(wěn)定、經(jīng)濟控制。7.1.2.1交流電網(wǎng)運行支撐在交流電網(wǎng)運行支撐場景下，直流系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對交流系統(tǒng)的頻率感知及控制，快速平衡各端交直流功率，實現(xiàn)振蕩抑制，并能夠為系統(tǒng)提供必要的無功支撐，維持電壓穩(wěn)定。7.1.2.1直流系統(tǒng)功率平衡及電壓控制在直流系統(tǒng)功率平衡及電壓控制場景下，直流系統(tǒng)具備為各類大容量電源/場群提供穩(wěn)定的有功功率送出通道的能力，實現(xiàn)直流電網(wǎng)中功率的靈活有向傳輸及快速精準平衡。7.1.2.1啟停、保護及恢復在啟停、保護及恢復場景下，直流系統(tǒng)具備靈活投退換流站和故障穿越的能力，滿足檢修等各類需