《220kV变电站并联直流电源系统技术规范》编制说明.docx
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1、220kV变电站并联直流电源系统技术规范2022年8月目录1 .工作过程1,编写原那么和主要内容12 .主要试验验证情况2,与相关标准的协调情况43 .与国际标准和国外先进标准的比照情况4.预期到达的社会效益、对产业开展的作用等情况44 .标准名称与计划工程名称发生变化的主要原因48,与现行法律、法规、政策及相关标准的协调性49 .重大分歧意见的处理经过和依据4.重要内容的解释和其它应予以说明的事项41 .工作过程任务来源2020年9月,中电联关于印发2020年第二批中国电力企业联合会标准制修订计划的 通知(中电联标准2020 183号),中国电力科学研究院主导申请的220kV变电 站并联直流
2、电源系统技术规范(T/CEC20202057)中电联团体标准获批立项。2 . 2主要工作过程2020年12月23、24日,在杭州召开了标准制定启动会暨制定工作组第一次会议,成 立了标准编写工作组,制定了标准编制大纲;2021年310月,方案编制组成员召开屡次讨论会,结合理论计算及已投运工程设计建设经验,以浙江、江苏两个220kV新建变电站工程作为依托,重点研究如下主要内容,得到 工程设计方案及本文件相关研究结论:(1)并联直流电源系统输出过载特性;(2)并联电源组件选择原那么、组件数量计算方法;(3)电池模块与并联电源变换模块匹配;(4)载续流电路路及超级电容电路作为附加电路的关键技术要点;(
3、5)并联电源变换模块试验内容及方法。2021年10月2022年2月,在国网电科院开展并联电源变换模块试验,试验涵盖2A、4A、8A模块,验证了并联电源变换的基本运行特性以及模块稳态及暂态错在电路倍率输出 特性等;2021年12月2022年1月,编写组讨论形成并联直流系统系统试验方案;2022年1月,召开工作组第二次会议,形成标准初稿;2022年5月,编写组完成了标准工作组讨论稿的编制;2022年7月,在国网电科院开展系统试验,分别开展2A模块配合铅酸电池及4A、8A 模块配合磷酸铁锂电池的试验,验证了系统设计的正确性以及分别设置两种附加回路情况下, 系统级差配合的正确性;2022年7月28日,
4、召开工作组第三次会议,讨论形成征求意见稿;2022年8月10日9月20日,采用挂网、邮件、指定人员等方式,广泛、屡次在电力行业范围内征求意见。3 .编写原那么和主要内容编写原那么本标准编制遵循现有相关法律、条例、标准和导那么,着眼于我国变电站并联直流电源系 统的开展,在制定过程中,进行了广泛的调查分析,总结了近些年来并联直流电源系统的设 计和运行经验,开展了专题研究和工程试点应用,充分吸纳了该领域新的科研成果及工程实 践经验,广泛征求了全国有关单位的意见,经审查形成定稿。在变电站直流电源方面,长期以来采用串联型直流电源系统,存在单体电池更换需退出 运行、现场核容不便等问题。为此,研究实现了变电
5、站直流电源系统的并联方式,但仍存在 系统组成不明确、并联直流电源模块过载输出特性不明确、电池个性化管理方式、试验及运 行维护不明确等问题,应用不便。本标准的编制目的是指导变电站并联直流电源系统的系统构建,保障变电站并联直流电 源系统平安可靠。3.1 主要内容本标准正文包括八章,附录包含附录A、B、C、D、E、Fo第一章是本标准的范围;第二章是规范性引用文件;第三章是术语和定义;第四章是系统要求,介绍了并联直流电源系统构成、系统设计与系统运行特性;第五章是技术要求,介绍了正常使用时的环境条件、电气条件、外观与结构、电气安 全要求等,分别规定了并联直流电源系统、并联电源组件、并联电源变换模块、电池
6、模块、 附加电路的技术要求,同时明确了保护与监控、在线核容等功能的要求;第六章是设备选择,介绍了并联电源组件、附加电路、直流保护电器以及电缆的选择 方法;第七章是设备布置与维护要点,介绍了并联直流电源系统成套装置的布置原那么,以及 并联直流电源系统区别于串联型直流电源系统的主要维护要点;第八章是试验方法与检验规那么,介绍了并联直流电源系统检验规那么与试验方法等;附录A是并联直流电源组件放电电流输出特性曲线,分别给出了稳态和暂态电流倍率 输出特性曲线;附录B是并联直流电源组件数量选择及电池模块容量匹配计算,给出了计算方法;附录C是超级电容容量及内阻选择,给出了超级电容选配计算方法;附录D是并联直
7、流电源系统保护电气选择性配合计算,给出了级差配合计算法方法;附录E是并联直流电源系统保护电气选择性配合计算案例,给出了某220kV变电站的 级差配合计算案例;附录F并联直流电源系统屏柜布置原那么,给出了系统组屏原那么。4 .主要试验验证情况并联电源变换模块试验本局部试验验证依托国网电力科学研究院实验验证中心交直流电源实验室开 展,试验验证了并联电源变换模块2A、4A、8A等多个额定规格样机适配不同类型的电池模 块下的运行情况。本次试验验证的样机主要来自于“石家庄通合电子科技股份”、“深圳市泰昂 能源科技股份”、“深圳蓝信电气”、“江苏南瑞泰事达电气”四个 厂家的三个规格样品。试验验证用电池模块
8、使用了浙江南都提供的200Ah阀控铅酸蓄电池、 中国电科院提供的lOOAh间歇式磷酸铁锂电池、上海航天提供的lOOAh浮充式磷酸铁锂电池。并联电源变换模块试验验证工程主要涵盖基本运行、并机均流、稳态过载放电、暂态性 能四个方面。基本运行试验下考察了并联电源变换模块在交流供电下及不同电池模块供电下的运行 效率的稳定性和输出阻抗的一致性。不同工况下的测试数据说明,同一并联变换模块分别在 交流、直流供电下输出阻抗存在差异,发现在电池模块供电时输出电压偏低,验证了变换模 块交、直流供电切换的稳定性。并机均流试验考察并联电源变换模块在不同供电方式下,多模块并联时输出电流的情况, 从试验结果分析可以看出,
9、2A规格的模块并联运行输出电流均衡度在4.5%4.8%左右,4A 规格的模块并联运行输出电流均衡度在1. 5%2. 5%左右,8A规格的模块并联运行输出电流 均衡度在0. 5%1.5%左右。稳态过载放电试验,验证了并联电源变换模块在三种不同类型电池模块供电下2h供电 稳定性,并验证各规格并联电源变换模块在事故放电初期的大电流放电情况,进而验证了理 论计算的2. 5倍额定电流下稳定运行Imin的理论需求。同时验证了各类型电池模块在满载 容量下支撑11倍额定电流放电2h的理论备电要求。从试验结果看,参与试验验证的厂家 的模块均能到达相关要求。暂态性能试验主要验证模块在直流端口短路故障状态下的短时输
10、出电流能力,经过理论 计算得出在不同规格模块下的输出电流能力应符合下表中的要求。通过试验验证的方式,在 模块的输出端口模拟金属性短路工况,测量单模块短路输出电流及多模块并联短路输出电流 值,从试验结果看所有规格模块均能到达相关要求。模块额定输出电流2A4A8A暂态输出倍率8倍6倍5倍3.2并联直流电源系统试验本局部试验验证依托国网电力科学研究院实验验证中心交直流电源实验室开 展,试验验证了并联电源变换模块2A、4A、8A等多个额定规格样机,其中2A、4A规格样机 适配阀控铅酸蓄电池电池模块,并构建续流辅助回路;8A规格样机适配间歇式磷酸铁锂电 池模块,并构建超级电容辅助回路。本次试验验证的样机
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