高压直流输电具有线路输电能力强、损耗小、两侧交流系统不需同步运行、发生故障时对电网造成的损失小等优点,特别适合用于长距离点对点大功率输电。
进入21世纪,我国高压直流输电发展迅速,根据技术发展状况和工程建设需要,我国已逐步建立了较为完善的高压直流输电标准体系,本标准作为工程建设的核心标准之一,2013年首次发布,有效指导了后续高压直流输电工程的建设,为直流输电工程的系统试验和运行维护等各相关方提供了标准依据。
得益于高压直流输电的显著优点以及对我国节能减排的作用,在经济效益及生态效益方面得以显现,直流输电技术已经成为我国新型电力系统建设的重要组成部分,本标准首次发布以来,我国已将直流输电技术应用提高至特高压等级,陆续建设了多条±800kV和±1100kV特高压直流输电工程,一些新的直流输电设施(设备)在直流系统中得到研制和应用,系统试验的技术也发生了较大的变化,本标准采标的的IEC 61975也由我国专家组织对其进行了修订发布。
为更好的适用我国高压直流输电技术发展应用现状,本标准的修订很有必要。
高压直流输电设施的系统试验是直流输电工程投运前的最后关键阶段,通过系统试验能验证直流系统功能和性能符合设计和运行要求;直流输电系统的稳态性能、暂态性能、动态性能,以及交流侧谐波干扰、直流侧谐波干扰、电力线载波(PLC)干扰、无线电干扰等符合相关的国家标准。
系统试验是高压直流输电工程成功投运的保证,是检验高压直流设施能够安全稳定并网运行的有效方式。
我国建设有世界上数量最多、电压最高的直流输电工程,并且已走出国门,承接了多条国外直流输电工程,我国直流输电技术已成为一张靓丽的名片,引导了世界上直流输电技术的发展。
我国直流输电工程系统试验人员也经历了国外专家—国外专家+中国专家—中国专家的历程,大量成功的工程建设使我国专家积累了丰富的系统试验经验,掌握了最先进的系统试验技术。
在对应的IEC标准中,我国专家具有充分的话语权,在标准的修订中,也将我国的经验和技术充分融入了IEC标准中。
这些都为本标准的修订奠定了基础。
1、范围:本标准规定的试验基于分别与交流系统连接的送端和受端组成的双向、单极和双极高压直流(HVDC)系统。
本标准适用于送端和受端分别与交流系统连接的高压直流(HVDC)设施的系统试验。对于背靠背系统,试验要求和接收准则应达成协议,而多端系统和电压源换流器不包含在本标准中。对于单极高压直流(HVDC)系统,除了双极试验外,本标准适用。
本标准未包括的特定工程提出的、用于验证特殊功能或特性的额外试验项目,宜按技术规范要求增加。本标准仅作为高压直流设施的系统试验指南,指导用户如何制定调试计划。本标准中的试验描述不一定适用于所有工程,但是宜考虑作为一个试验范围。
2、主要技术内容:本标准规定了高压直流设施系统试验的术语和定义、系统试验的目的、换流站试验、传输试验、试运行试验和系统试验文件等内容:
1)系统试验目的:给出了系统试验的类别、HVDC系统结构和系统试验的结构、现场试验的准备以及对验收试验的要求等。
2)换流站试验,规定了换流器单元试验、接线方式转换、跳闸试验、开路试验、背靠背试验和短路试验的内容,包括试验目的、试验前条件、试验程序和试验接收判据等。
3)传输试验,规定了低功率传输试验、主回路设备投切试验、动态性能试验、系统分段故障试验和大功率输电试验等,包括试验目的、试验前条件、试验程序和试验接收判据等。
4)规定了试运行试验的试验前条件、试验程序和试验接收判据等。
5)系统试验文件,包括运行手册、系统研究报告和技术规范、试验计划、试验程序和系统试验结果等。
3、与上一版国标相比,主要修订以下技术内容:
——增加了术语“现场试验”(见3.1.4);
——将术语 “运行状态”的说明更改为注释(见3.2,2013版的3.2);
——增加了术语“非现场试验”的示例(见3.2.6);
——增加了验收试验的表述(见4.1);
——增加了单极/双极直流系统的表述(见4.2);
——更改了图2(见4.2,2013版的4.2);
——删除了交流滤波器和换流变压器充电现象的表述(见4.4);
——删除了现场调试阶段对验收试验的部分要求(见4.4);
——增加了非现场模拟软件和实时模拟器的功能描述;(见4.6.1);
——增加了验收试验的要求(见4.7);
——将“充电”更改为“带电”(见第5章,2013版的第5章);
——更改了低压带电施加电压时的要求(见5.2.3.1,2013版的5.2.3.1);
——增加了开路试验的部分目的和要求(见5.7.1);
——更改了直流场开路试验的试验程序(见5.7.3.1,2013版的5.7.3.1);
——更改了直流输电回路试验试验程序的顺序(见5.7.3.2,2013版的5.7.3.2);
——更改了图5(见6.1.1.1,2013版的6.1.1.1);
——更改了最小功率下起动和停止时序以及稳态运行的试验前条件(6.1.2.3,2013版的6.1.2.3);
——更改了保护闭锁和跳闸时序的试验程序(6.1.3.4,2013版的6.1. 3.4);
——更改了分接头控制试验的试验程序(见6.1.5.4,2013版的6.1. 5.4);
——更改了分接头控制试验的试验试验判据(见6.1.5.5,2013版的6.1. 5.5);
——更改了控制功能转换的试验程序(见6.2.3.4,2013版的6.2.3.4);
——更改了无功功率控制模式转换的试验目的表述(见6.2.4.2,2013版的6.2.4.2);
——更改了无功功率控制模式转换的试验程序(见6.2.4.4,2013版的6.2.4.4);
——更改了额定至降压转换运行的试验程序(见6.2.5.4,2013版的6.2.5.4);
——删除了“本试验只适用于两端系统和背靠背HVDC系统。” (见6.4.1.1,2013版的6.4.1.1);
——更改了主回路设备投切的试验前条件(见6.4.1.2,2013版的6.4.1.2);
——更改了交流系统相互作用/控制的试验目的(见6.5.5.2,2013版的6.5.5.2);
——将“满负荷”更改为“与公用事业部门商定的负荷” (见6.7.2.4,2013版的6.7.2.4);
——更改了试运行的试验接收判据(见7.5,2013版的7.5);
——删除了“偏差报告”,内容增加至“系统试验结果文件”中(见8.7,2013版的8.7)。
4、修订的主要理由:
本标准2013版已发布实施10年,随着我国高压直流输电工程技术的日益成熟,高压直流设施的系统试验内容也已发生了较大变化,为更好的适应我国当前技术现状以及为后续工程提供指导,本标准急需修订。