t∕cec 151-2018 并网型交直流混合微电网运行与控制技术规范.pdf

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1、中国电力企业联合会标准并网型交直流混合微电网运行与控制技术规范T / CEC 1512018 * 中国电力出版社出版、发行（北京市东城区北京站西街 19 号 100005 http:/） 北京九天众诚印刷有限公司印刷 * 2018 年 7 月第一版 2018 年 7 月北京第一次印刷 880 毫米1230 毫米 16 开本 0.75 印张 22 千字 * 统一书号 155198886 定价 11.00元 版 权 专 有 侵 权 必 究 本书如有印装质量问题，我社发行部负责退换 T / CEC 1512018 ICS 27.180 F 19 53939-2016 准T / CEC 1512018

2、 并网型交直流混合微电网运行与控制技术规范Specification of operation and control for hybrid AC &DC microgrid connecting to grids 2018-01-24发布 2018-04-01实施 中国电力企业联合会 发 布 T / CEC 1512018 I 目 次 前言 II 1 范围1 2 规范性引用文件1 3 术语和定义1 4 基本规定2 5 微电网运行3 6 继电保护与安全自动装置5 7 通信与自动化5 附录 A（资料性附录） 直流母线电压下垂控制方法7 附录 B（资料性附录） 并网运行功率平衡和指标约束8 附录

3、C（资料性附录） 独立运行功率平衡和指标约束9 T / CEC 1512018 II 前 言 本标准按照 GB/T 1.12009标准化工作导则 第 1 部分：标准的结构和编写给出的规则起草。 请注意本标准的某些内容可能涉及专利。本标准的发布机构不承担识别这些专利的责任。 本标准由中国电力企业联合会提出。 本标准由全国微电网与分布式电源并网标准化技术委员会归口。 本标准起草单位：国网浙江省电力有限公司电力科学研究院、国网浙江省电力有限公司、中国电 力科学研究院有限公司、国网浙江绍兴上虞区供电有限公司。 本标准主要起草人：陈安伟、李继红、李鹏、池伟、葛晓慧、汪科、乐全明、林达、冯怿彬、 顾一丰、

4、朱亚萍、朱权、吴鸣、季宇、赫卫国、张雪松、赵波、余杰。 本标准为首次发布。 本标准在执行过程中的意见或建议反馈至中国电力企业联合会标准化管理中心（北京市白广路二 条一号，100761） 。 T / CEC 1512018 1 并网型交直流混合微电网运行与控制技术规范 1 范围 本标准规定了并网型交直流混合微电网运行与控制的技术要求，包括系统结构和一般技术要求、 微电网运行与控制、继电保护与安全自动装置、通信与自动化。 本标准适用于通过 35kV 及以下电压等级接入配电网的交直流混合微电网系统。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于

5、本文 件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T 12325 电能质量 供电电压偏差 GB/T 12326 电能质量 电压波动和闪变 GB/T 14285 继电保护和安全自动装置技术规程 GB/T 14549 电能质量 公用电网谐波 GB/T 15543 电能质量 三相电压不平衡 GB/T 15945 电能质量 电力系统频率偏差 GB/T 24337 电能质量 公用电网间谐波 GB 26859 电力安全工作规程 电力线路部分 GB 26860 电力安全工作规程 发电厂和变电站电气部分 GB/T 33589 微电网接入电力系统技术规定 GB/T 33592

6、 分布式电源并网运行控制规范 GB/T 34930 微电网接入配电网运行控制规范 DL/T 584 3kV110kV 电网继电保护装置运行整定规程 DL/T 995 继电保护和电网安全自动装置检验规程 DL/T 969 变电站运行导则 DL/T 634.5101 远动设备及系统 第 5101 部分：传输规约 基本远动任务配套标准 DL/T 634.5104 远动设备及系统 第 5-104 部分：传输规约 采用标准传输协议集的 IEC 60870-5- 101 网络访问 DL/T 860 变电站通信网络和系统 T/CEC 145 微电网接入配电网系统调试与验收规范 3 术语和定义 下列术语和定义

7、适用于本文件。 3.1 微电网 microgrid 由分布式发电、用电负荷、配电设施、监控、保护和自动化装置等组成（必要时含储能装置） ， 是一个能够基本实现内部电力电量平衡的小型供用电系统。微电网分为并网型微电网和独立型微 电网。 T / CEC 1512018 2 3.2 交直流混合微电网 hybrid AC/DC microgrid 同时具有交流负荷和直流负荷，且内部能够实现交流系统和直流系统间能量双向交换的微电网。 3.3 交直流变流器 AC/DC converter 交直流混合微电网中，实现交流系统和直流系统间电能双向转换和直流系统电压控制的设备。 4 基本规定 4.1 系统结构 4

8、.1.1 并网型交直流混合微电网包括直流系统和交流系统，交/直流负荷分别接入交/直流母线，交/直 流系统通过交直流变流器连接，实现电能双向流动。交直流混合微电网典型拓扑结构示意图如图 1 所示。 4.1.2 交直流混合微电网在系统设计时应综合考虑正常运行经济性和异常情况下的交/直流系统间功率 交互和紧急支撑，宜在直流系统中优化配置分布式电源和储能，保障直流系统电力电量平衡。 图 1 交直流混合微电网典型拓扑结构示意图 4.2 一般技术要求 4.2.1 并网型交直流混合微电网应满足 GB/T 33589 的技术要求，并网运行控制应满足 GB/T 34930 的 技术要求，接入交流系统的分布式电源

9、应满足 GB/T 33592 的技术要求。 4.2.2 交直流混合微电网直流电压宜综合考虑交直流变流器设备类别、现场直流负荷设备用电需求和 分布式电源接入直流母线正常运行电压，设置直流母线电压，直流供电电压宜选择为 400V、750V、 1500V、3kV 和 10kV；直流供电电压允许运行偏差宜满足以下要求： a） 直流电压偏差不大于标称电压的10%； b） 交直流变流器采用模块化多电平换流器（MMC）拓扑时，直流电压偏差不大于标称电压的 5%。 4.2.3 交直流混合微电网直流电压纹波系数不应大于 2%，直流系统采用定电压控制方式时，直流电压T / CEC 1512018 3 的稳压精度不

10、应大于2%。 4.2.4 交直流混合微电网直流母线电压控制方式宜采用定电压控制或电流/电压下垂控制方式，直流电 压源可包括交直流变流器、储能 DC/DC 变流器等。 4.2.5 交直流混合微电网直流母线电压采用多电压控制源并联控制时，其运行控制方式分为： a） 采用定电压控制方式时，多直流电压源采用有并联控制线的主从控制方式； b） 采用下垂控制方式时，多直流电压控制源宜满足式（1） ，控制方法参见附录 A。 DCnspDCUUKI=（1） 式中： UDC 直流母线电压； Unsp 电压下垂曲线锚点，等于零功率下参考电压； K 电流/电压下垂曲线调差率； IDC 电压控制源电流，离开直流母线为

11、正。 4.2.6 交直流混合微电网中多交直流变换器应具备并列运行的能力，交直流变流器宜支持 PQ 控制、直 流电压控制和交流电压控制等多种运行方式。 4.2.7 交直流混合微电网直流负荷和接入直流母线的分布式电源，负荷/机组启停和增减出力所引起的 电压变动不应超过微电网运行允许直流电压偏差。 4.2.8 交直流混合微电网并网后，并网点的电压偏差、频率偏差、谐波、间谐波、波动与闪变、电压 不平衡应分别满足 GB/T 12325、GB/T 15945、GB/T 14549、GB/T 24337、GB/T 12326、GB/T 15543 的 要求。 5 微电网运行 5.1 一般规定 5.1.1 交

12、直流混合微电网应按照 T/CEC 145 的要求完成调试与验收工作后，并网运行前应具备以下 资料： a） 微电网工程设计报告、图纸、分系统调试报告、并网验收报告、并网调试报告等。 b） 主要设备及部件应具有产品合格证以及相关安全认证，并提供产品技术参数、功能说明、形式 试验报告、例行试验报告等相关技术文件。 c） 直接接受公共电网调度的微电网，至少应提供下列文件：设备调度命名文件、系统运行相关策 略文件、涉网继电保护调试定值单、远动信息点表文件。 5.1.2 交直流混合微电网应设立运营机构，统一负责微电网运行、维护管理工作，10kV 及以上电压等 级涉及调度运行操作，受令人员应取得调度业务联系

13、资格，运行人员应具备相应的专业技能。 5.1.3 交直流混合微电网应制定运行规程，应根据 GB 26860、GB 26859 的规定，结合现场实际制定安 全规程和应急预案。 5.1.4 交直流混合微电网并网电网前，接入 10kV35kV 配电网的微电网应与电网调度机构签订并网 调度协议；接入 380V 配电网的微电网应与电网运营机构签订购售电合同，并在电网调度机构备案。 5.1.5 接入 10kV35kV 配电网的交直流混合微电网，其运行应满足如下要求： a） 应根据电网调度机构的要求按时报送微电网发/用电量、最大发/用电功率，联络线交换功率 计划。 b） 应根据电网调度机构确定的有功功率控制

14、方式、调度指令，调节联络线有功功率，运行中交换 功率应在电网调度机构许可范围内。 c） 运行于跟踪调度计划曲线方式时，运行中应按照电网调度机构确认后的调度计划曲线执行。 5.1.6 交直流混合微电网内开关、变压器等电气一次设备运行，继电保护、监控、通信等二次设备运T / CEC 1512018 4 行应满足 DL/T 969 的要求。 5.2 并网运行 5.2.1 交直流混合微电网应具备并网联络线有功功率控制能力，控制方式分为调度控制和就地厂站控 制方式。调度控制包括计划曲线控制和调度指令控制，调度指令可包括定功率、最大发电功率、最大 用电功率，约束类参数包括功率变化裕度、最大功率变化率。 5

15、.2.2 接入 380V 配电网的交直流混合微电网，若向公用电网输送电量，并网联络线最大交换功率、最 大功率变化率应能够根据电网运营管理机构要求远程或就地设定。 5.2.3 交直流混合微电网应具备并网点定功率因数控制、定无功功率控制、定电压控制等无功电压控 制功能。 5.2.4 接入 10kV35kV 配电网的交直流混合微电网，应遵循无功功率就地平衡原则，能根据电网调 度机构确定的并网点无功电压控制方式，调节并网点定功率因数；或在其无功输出范围内参与无功电 压调节，其调节方式、参考电压及电压调差率等参数可由电网调度机构确定。 5.2.5 交直流混合微电网功率控制策略实时调节内部分布式电源、负荷

16、、交直流变流器的功率，功率 控制应同时满足功率平衡约束，以及电压、电源出力、储能荷电状态等运行指标边界约束，运行控制 准则参见附录 B。 5.2.6 交直流混合微电网并网正常运行时，投入经济运行功率控制策略，策略在满足并网联络线功率 指令和功率平衡约束同时，宜综合发电成本、系统损耗、储能充放电成本等因素，实现系统经济优化 运行。 5.2.7 交直流混合微电网应按照 GB/T 33589 和电网调度机构的要求，在电网侧电压、频率异常时执行 异常响应操作和微电网并网转独立、独立转并网切换。 5.2.8 交直流混合微电网运行指标达到报警值但未越限时，微电网宜退出经济运行控制策略转入预防 性控制，根据

17、越限告警提示和运行操作规程，调节各交直流双向功率变流器、储能及分布式电源出力 或启停机组，控制方式可以自动顺序控制，也可以手动方式。 5.2.9 交直流混合微电网运行指标越限时，微电网应退出经济运行策略，执行紧急控制，包括负荷分 级管理、分布式电源分级管理、交直流交换功率控制。 5.2.10 交直流混合微电网在运行过程中出现异常或有报警信号时，应查找异常原因，采取相应措施及 时处理设备缺陷；当涉网设备出现异常或异常会影响联络线功率控制时，其运营管理方应及时向电网 调度机构报告。 5.2.11 交直流混合微电网在运行过程中发生故障时，应按应急预案和安全工作规程，立即采取相应措 施停机隔离，防止故

18、障扩大并及时上报。 5.2.12 公共电网检修、故障抢修或其他紧急情况下，电网调度机构可直接发令限制微电网联络线的交 换功率，直至要求微电网转为独立运行。 5.3 独立运行 5.3.1 交直流混合微电网的独立运行时，功率控制应同时满足功率平衡约束和运行指标边界约束，运 行控制准则参见附录 C。 5.3.2 交直流混合微电网独立运行时，功率控制策略应实时监视各电源出力、负荷水平、储能荷电状 态、交流频率/电压以及直流电压等指标，依据系统运行状态调节各电源出力、管理负荷用电及电源启 停，确保系统电压和频率稳定在正常范围内，并留有备用容量。 5.3.3 交直流混合微电网内负荷实行分级管理，根据负荷性

19、质、容量、可控制能力和接入位置划分为 多个级别，在低电压/低频、供电能力不足等紧急情况下执行负荷分级控制。 T / CEC 1512018 5 5.4 恢复供电 5.4.1 交直流混合微电网运营管理方应预想系统崩溃场景，制订恢复供电应急预案。恢复供电方式分 为由电网逐级恢复供电和微电网黑启动方式。微电网应根据系统结构、电源配置及负荷情况制订恢复 供电方案，并向电网调控机构备案。 5.4.2 接入 10kV35kV 配电网的微电网逐级恢复供电，微电网运营管理方应根据先恢复负荷供电， 再恢复分布式电源并网的原则；带负荷前应检查微电网内分布式电源处于停机状态，并向调度机构汇 报具备启动条件，在得到调

20、度机构同意后方可按恢复供电方案执行。 5.4.3 交直流混合微电网黑启动前，微电网运营管理方应选择合适的黑启动电源，检查继电保护、安 全自动装置及开关状态满足黑启动要求，接入 10kV35kV 配电网的微电网同期并网前应得到调度机 构许可后，方可同期并网。 5.4.4 交直流混合微电网在完成恢复负荷供电、分布式电源并网后，微电网运营管理方应检查确认微 电网运行正常，随后退出恢复供电策略，并投入经济运行控制策略。 6 继电保护与安全自动装置 6.1 交直流混合微电网应根据技术规程、电网运行情况、设备技术条件及电网调度机构要求，进行继 电保护及安全自动装置定值整定，校核涉网保护定值，并根据电网调度

21、机构的要求，对所辖设备的定 值进行定期检验，保护检验周期、项目及要求应满足 DL/T 995 的要求。 6.2 接入 10kV35kV 电网的交直流混合微电网，其运营管理方应遵循 GB/T 14285 等继电保护及 安全自动化装置技术规程和调度机构要求，设专人负责对继电保护及安全自动装置进行管理和运行 维护。 6.3 交直流混合微电网内部继电保护定值由微电网运营管理方整定，定值整定计算应满足 DL/T 584 的 相关要求，并向电网调度机构备案。 6.4 交直流混合微电网内部的交流系统、直流系统、交直流双向变流器的继电保护应横向配合，并与 涉网线路保护纵向配合。当内部发生故障时，应按照快速切除

22、故障设备、急停交直流双向变流器、断 开并网开关的顺序隔离故障，防止故障范围扩大。 6.5 交直流混合微电网交直流变流器交流侧应配置直流分量监测和保护功能，对于不接地直流系统， 直流侧应配置直流绝缘监测和保护功能。 6.6 配电网或交直流混合微电网内电气设备发生故障或异常时，其运营管理方应及时收集相关信息， 并报送电网调度机构；继电保护及安全自动装置发生不正确动作时，应查明不正确动作原因，提出改 进措施，并报送调度机构。 7 通信与自动化 7.1 接入 10kV35kV 电网的交直流混合微电网，其与电网调度机构之间的通信方式和信息传输应符 合电力监控系统安全防护规定的要求。 7.2 接入 10k

23、V35kV 电网的交直流混合微电网，与电网调度机构之间信息传输协议宜采用 DL/T 634.5101、DL/T 634.5104 和 DL/T 860 等通信协议，数据通信应采用光纤、电力线载波、电力无线专网 通信方式。接入 380V 配电网的微电网，也可采用无线 VPN 通信方式。通信过程均应采用双向认证加 密技术，实现双向身份鉴别，确保报文的机密性、完整性。 7.3 接入 10kV35kV 电网的交直流混合微电网，向电网调度机构提供的基本信息应包括但不限于以 下内容： a） 电气模拟量：并网点的电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、频率（并网点两侧） 。 b） 电能量：上网电量、下网电

24、量、负荷电量、发电量。 T / CEC 1512018 6 c） 电能质量数据：并网点处的谐波、电压波动和闪变、电压偏差、三相不平衡、直流电流分量。 d） 状态量：微电网并/离网状态、并网点断路器和隔离开关的位置、故障信息、远动终端信号、 安全自动装置信号、通信状态等。 e） 其他信息：微电网有功功率和无功功率控制方式、功率控制参数、无功可用容量等。 7.4 接入 380V 公网的交直流混合微电网，应具备用电信息采集上报能力。 T / CEC 1512018 7 附 录 A （资料性附录） 直流母线电压下垂控制方法 交直流混合微电网根据电流/电压下垂方式控制直流系统电压，策略根据直流电压状态实

25、时动态调 节目标下垂曲线，如图 A.1 所示： a） 当直流母线电压高于 Umax.DC，则减小式（1）的 Unsp，调整直流电压源运行于 Ld，使直流母线 电压回到 Uobj，并将 Ld设置为新 L，调节过程保证输出功率 P 不变； b） 当直流母线电压低于 Umin.DC，则增大式（1）的 Unsp，调整直流电压源运行于 Lu，使直流母线 电压回到 Uobj，并将 Lu设置为新 L，调节过程保证输入功率 P 不变； c） 当直流系统交直流双向变流器、储能单元等电压源控制设备功率超出设定限制值时，微电网功 率控制策略退出经济运行控制策略转为预防性控制策略，必要时执行紧急控制，进行直流系统 负

26、荷分级管理或分布式电源分级管理。 说明： UDC直流母线电压； IDC电压控制源电流，离开直流母线为正； Umax.DC、Umin.DC直流母线电压运行设定最大值、最小值，推荐5%； Uobj运行设定目标电压值； Imax电压控制源电流限制值； L电压源当前下垂曲线； Lu直流电压越下限后的目标下垂曲线； Ld直流电压越上限后的目标下垂曲线； Unsp电压下垂曲线锚点，等于零功率下参考电压。 图 A.1 直流侧电压控制源电流/电压下垂控制 T / CEC 1512018 8 附 录 B （资料性附录） 并网运行功率平衡和指标约束 B.1 功率平衡原则 微电网并网运行时，依据并网联络线交换功率计

27、划曲线执行功率控制，控制准则满足式（B.1）功 率平衡约束。 exchbat.ACcondis.ACconbat.DCdis.DCexchbat.ACcondis.AC=PPPPPPPPPQQQQQ+ + = + = + + l.ACl.DCl.AC（B.1） 式中： Pexch、Qexch 微电网与电网间的有功、无功交换功率，微电网吸收为正； Pbat.AC、Pbat.DC、Qbat.AC 储能单元功率，充电为正； Pl.AC、Pl.DC、Ql.AC 负荷功率，AC 为交流侧，DC 为直流侧； Pcon、Qcon 交直流双向变流器功率，交流流向直流为正； Pdis.ACDC、Qdis.AC

28、除储能系统外分布式电源功率，发出为正。 B.2 运行指标约束 微电网并网运行时，功率控制在满足功率平衡约束同时，因满足电压、电源出力、储能荷电状态 等运行指标边界约束。 AC&DC.max.AC&DC.min.DCDCmax.DCmin.AC&DC.min.dis.AC&DC.dis.AC&DC.max.dis.AC&DC.min.dis.AC.dis.AC.max.dis.AC.max.discharge.AC&DC.bat AC&DC.max.AC&DC.bjjjiiiiiijjjUUUSOCSOCSOCPPPSSSPPPS.chargeat.AC.max.bat.AC.con.max.c

29、on.con.max.con.jjkkkkSPPSS（B.2） 式中： UDC、S 直流电压、视在功率； SOCmin.ACDC.j、SOCACDC.j、SOCmax.ACDC.j 储能单元荷电状态，j 为储能单元编号； Pmin.dis.ACDC.i、Pmax.dis.ACDC.i 除储能系统外的分布式电源发电有功功率上下限，i 为分 布式电源编号； Smin.dis.AC.i、Smax.dis.AC.i 除储能系统外的分布式电源发电视在功率上下限； Pmax.charge.ACDC.j、Pmax.discharge.ACDC.j 储能单元最大充电有功功率和最大放电有功功率； Smax.ba

30、t.AC.j 储能单元允许最大视在功率； Pmax.con.k 交直流双向变流器允许最大有功功率，k 为交直流双向变 流器编号； Smax.con.k、Pmax.con.k 交直流双向变流器允许最大视在功率。 T / CEC 1512018 9 附 录 C （资料性附录） 独立运行功率平衡和指标约束 C.1 功率平衡原则 微电网独立运行时，功率控制策略的控制准则满足式（C.1）功率平衡约束。 bat.ACl.ACcondis.ACconbat.DCl.DCdis.bat.ACl.ACcondis.AC0=0DCPPPPPPPPQQQQ+ + = + = + + （C.1） 式中： P、Q有功功

31、率、无功功率； Pbat.AC、Qbat.AC 储能单元功率，充电为正； AC、DC 分别为交流侧、直流侧； Pl.AC、Ql.AC 负荷功率，AC 为交流侧，DC 为直流侧； Pcon、Qcon 交直流双向变流器功率，交流流向直流为正； Pdis.AC、Qdis.AC 除储能系统外分布式电源功率，发出为正。 C.2 运行指标约束 微电网并网运行时，功率控制在满足功率平衡约束同时，因满足电压、电源出力、储能荷电状态 等运行指标边界约束，见式（C.2） 。 AC.max.AC&DC.minmaxmin.ACACmax.ACmin.DCDCmax.DCmin.AC&DC.min.dis.AC&DC

32、.dis.AC&DC.max.dis.AC&DC.min.dis.AC.dis.AC.max.dis.AC.max.discharge.AC&DC.batjjjiiiiiijfffUUUUUUSOCSOCSOCPPPSSSPP&DC.AC&DC.max.charge.AC&DC.bat.AC.max.bat.AC.con.max.con.con.max.con.backupmin.backupbackupmin.backupjjjjkkkkPSSPPSSPPQQ（C.2） 式中： f、UAC、UDC、S 交流侧频率、交流电压、直流电压、视在功率； SOCACDC.j 储能单元荷电状态，j 为储

33、能单元编号； SOCmin.ACDC.j、SOCmax.ACDC.j 储能荷电状态允许上下限； Pmin.dis. ACDC.i、Pmax.dis.ACDC.i 除储能系统外的分布式电源发电有功功率上下限，i 为分布 式电源编号； Smin.dis.AC.i、Smax.dis.AC.i 除储能系统外的分布式电源发电视在功率上下限； T / CEC 1512018 10 Pmax.charge.ACDC.j、Pmax.discharge.ACDC.j 储能单元最大充电有功功率和最大放电有功功率； Smax.bat.AC.j 储能单元允许最大视在功率； Pmax.con.k 交直流双向变流器允许最大有功功率，k 为交直流双向变流 器编号； Smax.con.K、Pmax.con.k 交直流双向变流器允许最大视在功率； Pbackup、Pmin.backup 可调度电源有功备用容量之和、系统允许最小有功备用容量； Qbackup、Qmin.backup 可调度电源无功备用容量之和、系统允许最小无功备用容量。