ICS29.020CCSF21團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)T/CES222—2023新能源多場(chǎng)站短路比分析預(yù)警及輔助決策系統(tǒng)功能規(guī)范Functionalspecificationofanalysis,warning,andauxiliarydecision-makingsystemformultiplerenewableenergystationsshortcircuitratio2023-10-19發(fā)布2023-10-20實(shí)施中國(guó)電工技術(shù)學(xué)會(huì)發(fā)布IT/CES222—2023前言 Ⅱ 12規(guī)范性引用文件 13術(shù)語(yǔ)和定義 14縮略語(yǔ) 25功能定位 26功能架構(gòu) 27功能要求 37.1數(shù)據(jù)整合 37.2分析預(yù)警 47.3輔助決策 67.4全景展示 77.5平臺(tái)管理 7T/CES222—2023本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請(qǐng)注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專(zhuān)利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別專(zhuān)利的責(zé)任。本文件由中國(guó)電力科學(xué)研究院有限公司提出。本文件由中國(guó)電工技術(shù)學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)工作委員會(huì)能源智慧化工作組歸口。本文件起草單位：中國(guó)電力科學(xué)研究院有限公司、內(nèi)蒙古電力（集團(tuán)）有限責(zé)任公司。本文件主要起草人：宋墩文、楊學(xué)濤、齊軍、馬世英、劉昭睿、劉開(kāi)欣、劉道偉、肖項(xiàng)濤、宋新立、杜三恩、陳勇、王虹富、楊紅英、許鵬飛、謝家正、趙高尚、馮靜。本文件為首次發(fā)布。1T/CES222—2023新能源多場(chǎng)站短路比分析預(yù)警及輔助決策系統(tǒng)功能規(guī)范本文件規(guī)定了新能源多場(chǎng)站短路比分析預(yù)警及輔助決策系統(tǒng)的功能定位、功能架構(gòu)和功能要求。本文件適用于新能源多場(chǎng)站短路比分析預(yù)警及輔助決策系統(tǒng)設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)及應(yīng)用。2規(guī)范性引用文件下列文件對(duì)于本文件的應(yīng)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。GB/T15544.1—2013三相交流系統(tǒng)短路電流計(jì)算第1部分：電流計(jì)算GB/T15544.2三相交流系統(tǒng)短路電流計(jì)算第2部分：短路電流計(jì)算應(yīng)用的系數(shù)GB/T19963風(fēng)電場(chǎng)接入電力系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定GB/T19964光伏發(fā)電站接入電力系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定GB/T26399電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定控制技術(shù)導(dǎo)則GB/T35682—2017電網(wǎng)運(yùn)行控制數(shù)據(jù)規(guī)范GB38755—2019電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定導(dǎo)則GB/T40581—2021電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定計(jì)算規(guī)范GB/T40615電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定評(píng)價(jià)導(dǎo)則DL/T1380電網(wǎng)運(yùn)行模型數(shù)據(jù)交換規(guī)范DL/T476電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通信應(yīng)用層協(xié)議3術(shù)語(yǔ)和定義下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。系統(tǒng)標(biāo)稱(chēng)電壓nominalsystemvoltage用于電力系統(tǒng)標(biāo)志的電壓（線電壓），電力系統(tǒng)的某些運(yùn)行特性與此電壓有關(guān)。[來(lái)源：GB/T15544.1—2013，1.3.13]短路容量shortcircuitcapacity短路容量是指電力系統(tǒng)在規(guī)定的運(yùn)行方式下，短路點(diǎn)三相短路時(shí)的視在功率，它是表征電力系統(tǒng)供電能力強(qiáng)弱的特征參數(shù)，其大小等于短路電流周期分量有效值與短路點(diǎn)額定電壓的乘積。電壓穩(wěn)定voltagestability電力系統(tǒng)受到小擾動(dòng)或大擾動(dòng)后，系統(tǒng)電壓能夠保持或恢復(fù)到允許的范圍內(nèi)，不發(fā)生電壓崩潰的[來(lái)源：GB38755—2019，2.2.2]2T/CES222—2023靜態(tài)電壓穩(wěn)定steady-statevoltagestability電力系統(tǒng)受到小擾動(dòng)后，系統(tǒng)所有母線保持穩(wěn)定電壓的能力。[來(lái)源：GB38755—2019，2.2.2.1]新能源場(chǎng)站renewableenergystation集中接入電力系統(tǒng)的風(fēng)電場(chǎng)或光伏電站并網(wǎng)點(diǎn)以下所有設(shè)備。[來(lái)源：GB38755—2019，2.11]短路比shortcircuitratio系統(tǒng)短路容量與電氣設(shè)備容量的比值。[來(lái)源：GB/T40581—2021，3.8]新能源多場(chǎng)站短路比multiplerenewableenergystationshort-circuitratio新能源場(chǎng)站并網(wǎng)點(diǎn)的短路容量與考慮其他新能源場(chǎng)站影響后的新能源等值功率的比值。[來(lái)源：GB/T40581—2021，3.8.4]臨界短路比criticalshortcircuitratio將最大傳輸功率作為靜態(tài)電壓穩(wěn)定性判據(jù)，隨著傳輸功率的增加，運(yùn)行點(diǎn)從P-V曲線上半支向下半支過(guò)渡，在拐點(diǎn)處達(dá)到最大傳輸功率，系統(tǒng)處于臨界穩(wěn)定，此時(shí)短路比為臨界短路比。電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)powergriddispatchingandcontrolsystem面向電網(wǎng)調(diào)度生產(chǎn)業(yè)務(wù)的自動(dòng)化系統(tǒng)，對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)視、操作控制、安全分析、計(jì)劃編制、輔助決策、調(diào)度管理等業(yè)務(wù)提供技術(shù)支持。[來(lái)源：GB/T35682—2017，3.1]4縮略語(yǔ)下列縮略語(yǔ)適用于本文件。MRSCR：新能源多場(chǎng)站短路比（MultipleRenewableenergyStationsshortCircuitRatio）5功能定位新能源多場(chǎng)站短路比分析預(yù)警及輔助決策系統(tǒng)聚焦新能源多場(chǎng)站短路比的數(shù)據(jù)整合、計(jì)算評(píng)估、提升決策等若干核心目標(biāo)，適應(yīng)電網(wǎng)運(yùn)行控制和規(guī)劃應(yīng)用，感知短路比越限風(fēng)險(xiǎn)，制定多資源參與的短路比提升控制措施，有效衡量、提升新能源并網(wǎng)系統(tǒng)電壓支撐強(qiáng)度，確保系統(tǒng)、場(chǎng)站安全基礎(chǔ)上，促進(jìn)新能源充分消納。6功能架構(gòu)新能源多場(chǎng)站短路比分析預(yù)警及輔助決策系統(tǒng)功能架構(gòu)采用分層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，如圖1所示，由數(shù)據(jù)層、評(píng)估層、決策層、展示層、管理層組成：3T/CES222—2023圖1新能源多場(chǎng)站短路比分析預(yù)警及輔助決策系統(tǒng)功能架構(gòu)示意圖a）數(shù)據(jù)層包括電網(wǎng)調(diào)度平臺(tái)在線運(yùn)行方式數(shù)據(jù)接入、其他平臺(tái)數(shù)據(jù)集成接入、人工配置導(dǎo)入三種方式，在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)原始輸入數(shù)據(jù)到計(jì)算數(shù)據(jù)的整合轉(zhuǎn)換。數(shù)據(jù)整合功能基于在線運(yùn)行方式數(shù)據(jù)資源和離線數(shù)據(jù)資源，形成一套描述詳細(xì)、參數(shù)完整、拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)與實(shí)際相符、發(fā)電負(fù)荷實(shí)時(shí)更新、潮流能反映實(shí)時(shí)工況的電網(wǎng)模型數(shù)據(jù)。b）評(píng)估層包括新能源多場(chǎng)站短路比指標(biāo)計(jì)算、指標(biāo)合理性判斷、指標(biāo)不合格母線分類(lèi)提取、指標(biāo)低值預(yù)警四項(xiàng)應(yīng)用功能組件，實(shí)現(xiàn)MRSCR及時(shí)監(jiān)測(cè)或校核，識(shí)別和明確新能源各并網(wǎng)點(diǎn)電壓支撐強(qiáng)度及系統(tǒng)薄弱點(diǎn)。c）決策層結(jié)合電網(wǎng)可用資源，挖掘并給出提升新能源多場(chǎng)站短路比的輔助控制措施，包括發(fā)電出力控制、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)優(yōu)化、配置調(diào)相機(jī)、配置儲(chǔ)能等子類(lèi)型；針對(duì)短路比不合格節(jié)點(diǎn)，同步形成短路比提升控制方案，實(shí)現(xiàn)基于生產(chǎn)數(shù)據(jù)的短路比提升措施滾動(dòng)更新和及時(shí)指導(dǎo)。d）展示層對(duì)指標(biāo)計(jì)算結(jié)果、預(yù)警結(jié)果、輔助決策結(jié)果進(jìn)行全景顯示。e）管理層是系統(tǒng)的平臺(tái)支撐組件，定位于通用資源和服務(wù)的集合，以MRSCR分析預(yù)警和輔助決策為目標(biāo)，對(duì)涉及業(yè)務(wù)流程的運(yùn)算邏輯規(guī)則和數(shù)據(jù)源進(jìn)行統(tǒng)一管理，包括配置維護(hù)、信息檢索、統(tǒng)計(jì)應(yīng)用、系統(tǒng)部署等。7功能要求7.1數(shù)據(jù)整合7.1.1數(shù)據(jù)接入模式新能源多場(chǎng)站短路比分析預(yù)警及輔助決策系統(tǒng)數(shù)據(jù)接入模式包括如下三種：4T/CES222—2023a）運(yùn)行數(shù)據(jù)接入模式：在線應(yīng)用場(chǎng)景下，新能源多場(chǎng)站短路比分析預(yù)警及輔助決策系統(tǒng)接入數(shù)據(jù)為在線運(yùn)行方式數(shù)據(jù)，來(lái)源于電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)；b）規(guī)劃數(shù)據(jù)接入模式：規(guī)劃應(yīng)用場(chǎng)景下，新能源多場(chǎng)站短路比分析預(yù)警及輔助決策系統(tǒng)支持其他數(shù)據(jù)平臺(tái)的集成接入，需符合數(shù)據(jù)接入規(guī)范；c）研究數(shù)據(jù)接入模式：研究應(yīng)用場(chǎng)景下，新能源多場(chǎng)站短路比分析預(yù)警及輔助決策系統(tǒng)支持人工配置導(dǎo)入數(shù)據(jù)，需符合指定數(shù)據(jù)類(lèi)型。7.1.2多源數(shù)據(jù)整合基于現(xiàn)有在線運(yùn)行方式數(shù)據(jù)資源和離線模型數(shù)據(jù)資源，形成一套描述詳細(xì)、參數(shù)完整、拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)與實(shí)際相符、發(fā)電負(fù)荷實(shí)時(shí)更新、潮流能反映實(shí)時(shí)工況的電網(wǎng)模型數(shù)據(jù)，即電網(wǎng)潮流計(jì)算數(shù)據(jù)。綜合電網(wǎng)潮流計(jì)算數(shù)據(jù)、離線模型數(shù)據(jù)、計(jì)算條件數(shù)據(jù)，形成可供新能源多場(chǎng)站短路比計(jì)算的輸入數(shù)據(jù)。7.2分析預(yù)警7.2.1新能源多場(chǎng)站短路比指標(biāo)計(jì)算7.2.1.1計(jì)算方法系統(tǒng)中新能源發(fā)電設(shè)備電網(wǎng)側(cè)接入點(diǎn)/場(chǎng)站并網(wǎng)母線節(jié)點(diǎn)i的新能源多場(chǎng)站短路比MRSCRi計(jì)算公式見(jiàn)公式（1）：且……(1)U.Ni——新能源并網(wǎng)母線i的系統(tǒng)標(biāo)稱(chēng)電壓；,Uj.——新能源并網(wǎng)母線i和j的節(jié)點(diǎn)實(shí)際運(yùn)行電壓，Ui、Uj為并網(wǎng)點(diǎn)母線電壓的S.REi,S.REj——第i和j個(gè)新能源并網(wǎng)母線節(jié)點(diǎn)注入的新能源實(shí)際視在功率；Saci——新能源并網(wǎng)母線i的短路容量，單位為兆伏安（MV·APREi,PREj——新能源場(chǎng)站/發(fā)電單元i和j的有功功率，單位為兆瓦（MW——新能源并網(wǎng)母線i和j之間的復(fù)數(shù)功率折算因子，Z.eqii、Z.eqij分別為新能源并網(wǎng)母線處交流電網(wǎng)等值阻抗矩陣的第i行i列、第i行j列元素；——新能源并網(wǎng)母線i和j之間的功率折算因子；5T/CES222—2023Z.eq=R+jX——從新能源發(fā)電設(shè)備電網(wǎng)側(cè)接入點(diǎn)/新能源場(chǎng)站并網(wǎng)點(diǎn)的系統(tǒng)側(cè)等值阻抗，其中，R為等值阻抗的實(shí)部即電阻值，X為等值阻抗的虛部即電抗值。7.2.1.2計(jì)算范圍支持計(jì)算節(jié)點(diǎn)類(lèi)型篩選和分類(lèi)計(jì)算功能，包括但不限于：a）新能源機(jī)組機(jī)端節(jié)點(diǎn)；b）新能源箱變高壓節(jié)點(diǎn)；c）新能源場(chǎng)站高壓節(jié)點(diǎn)；d）新能源場(chǎng)站所有節(jié)點(diǎn)；e）人工配置的任意節(jié)點(diǎn)。7.2.1.3計(jì)算輸出支持新能源多場(chǎng)站短路比關(guān)鍵信息輸出，包括但不限于：b）基準(zhǔn)電壓；e）新能源多場(chǎng)站短路比；7.2.2新能源多場(chǎng)站短路比指標(biāo)判斷和預(yù)警7.2.2.1原則根據(jù)新能源多場(chǎng)站短路比指標(biāo)計(jì)算結(jié)果和預(yù)警限值指標(biāo)（即閾值判斷新能源并網(wǎng)母線的短路比指標(biāo)是否越限。若超過(guò)閾值，則自動(dòng)提取短路比不合格的母線列表，通過(guò)事件驅(qū)動(dòng)方式發(fā)送至輔助決策及全景展示模塊。7.2.2.2指標(biāo)判斷和預(yù)警方法MRSCR指標(biāo)判斷和預(yù)警的依據(jù)如下：a）基于MRSCR區(qū)間判斷和預(yù)警根據(jù)新能源接入交流系統(tǒng)強(qiáng)度水平劃分的原則進(jìn)行判斷和預(yù)警。1）強(qiáng)系統(tǒng)——MRSCR大于3.0；2）弱系統(tǒng)——MRSCR在2.0～3.0之間；3）極弱系統(tǒng)——MRSCR小于2.0。將上述條件邊界作為預(yù)警限值。預(yù)警條件如下：1）新能源發(fā)電單元升壓變低壓側(cè)的多場(chǎng)站短路比小于1.5；2）新能源并網(wǎng)點(diǎn)的多場(chǎng)站短路比小于2.0。b）臨界短路比指標(biāo)和裕度指標(biāo)在預(yù)警限值基礎(chǔ)上，宜同時(shí)計(jì)算新能源并網(wǎng)點(diǎn)i的臨界短路比，記為CSCRi，則并網(wǎng)點(diǎn)i的MRSCR裕度指標(biāo)Deltai為：Deltai=MRSCRi-CSCRi系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，新能源多場(chǎng)站短路比與臨界短路比之間距離反映了系統(tǒng)的穩(wěn)定裕度，針對(duì)同6T/CES222—2023類(lèi)型節(jié)點(diǎn)，可在區(qū)間判斷基礎(chǔ)上，同時(shí)參考Deltai排序結(jié)果定位MRSCR薄弱節(jié)點(diǎn)。7.3輔助決策針對(duì)MRSCR預(yù)警節(jié)點(diǎn)和低裕度薄弱節(jié)點(diǎn)，生成輔助決策信息。根據(jù)新能源多場(chǎng)站短路比影響因素，推薦的提升控制措施包括發(fā)電出力調(diào)整、網(wǎng)架優(yōu)化調(diào)整、配置調(diào)相機(jī)、配置儲(chǔ)能等，并根據(jù)措施的有效性、可行性、適應(yīng)性、經(jīng)濟(jì)性，結(jié)合電網(wǎng)安全和新能源消納目標(biāo)，給出輔助決策的排序信息。對(duì)于新能源多場(chǎng)站短路比超標(biāo)情況，應(yīng)采取措施將其提升至閾值之上，且考慮新能源充分消納目標(biāo)，不宜過(guò)度提升控制?？刹扇〉拇胧┌ǎ骸\(yùn)行階段：調(diào)整新能源發(fā)電出力，調(diào)整網(wǎng)架接線方式等；——規(guī)劃階段：新增線路/變壓器，配置調(diào)相機(jī)，配置儲(chǔ)能等。7.3.1資源概覽對(duì)各類(lèi)可調(diào)度資源的狀態(tài)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)概覽，包括基于當(dāng)前運(yùn)行方式數(shù)據(jù)獲得的可參與輔助決策的資源，如新能源機(jī)組信息、檢修線路信息、電網(wǎng)接線方式信息等，同時(shí)也包括預(yù)先配置資源信息等。7.3.2基于發(fā)電出力調(diào)整的MRSCR提升控制輔助決策新能源并網(wǎng)的容量、位置、電壓等級(jí)都將影響系統(tǒng)的MRSCR，新能源并網(wǎng)規(guī)模的增大將直接導(dǎo)致MRSCR計(jì)算中的等效并網(wǎng)容量增大，從而降低并網(wǎng)點(diǎn)的MRSCR。合理地安排新能源發(fā)電可提升電網(wǎng)的新能源多場(chǎng)站短路比水平，提升效果取決于新能源發(fā)電功率對(duì)各個(gè)新能源場(chǎng)站短路比的靈敏度，因此可參考各新能源場(chǎng)站發(fā)電功率與各場(chǎng)站短路比靈敏度關(guān)系，制定給出基于發(fā)電出力調(diào)整的MRSCR提升控制輔助決策措施。推薦的輔助決策信息應(yīng)兼顧MRSCR提升控制和新能源充分消納等目標(biāo)需求。7.3.3基于網(wǎng)架優(yōu)化調(diào)整的MRSCR提升控制輔助決策新能源并網(wǎng)區(qū)域網(wǎng)架結(jié)構(gòu)和接線方式都將影響系統(tǒng)的MRSCR，上述因素會(huì)直接導(dǎo)致短路容量變化，從而造成并網(wǎng)點(diǎn)MRSCR變化。運(yùn)行階段，可考慮改變電網(wǎng)接線方式、切換檢修線路投退狀態(tài)，通過(guò)降低新能源并網(wǎng)點(diǎn)系統(tǒng)等值阻抗、增大并網(wǎng)點(diǎn)短路容量，實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)點(diǎn)MRSCR提升。規(guī)劃階段，可通過(guò)新增并網(wǎng)點(diǎn)區(qū)域的輸電線路、變壓器，實(shí)現(xiàn)提升并網(wǎng)點(diǎn)MRSCR的目標(biāo)?；谏鲜鲈瓌t，制定基于網(wǎng)架優(yōu)化調(diào)整的MRSCR提升控制輔助決策措施。推薦的輔助決策信息應(yīng)兼顧MRSCR提升控制和短路電流合格等多目標(biāo)需求。7.3.4基于配置調(diào)相機(jī)的MRSCR提升控制輔助決策調(diào)相機(jī)是一種特殊運(yùn)行狀態(tài)下的同步發(fā)電機(jī)，在等值電路中相當(dāng)于一個(gè)含感性?xún)?nèi)阻抗的電壓源，可以使電網(wǎng)的短路容量增大，實(shí)現(xiàn)提升電網(wǎng)新能源多場(chǎng)站短路比水平的目標(biāo)。a）從調(diào)相機(jī)類(lèi)型劃分，包括采用大容量調(diào)相機(jī)和分布式調(diào)相機(jī)的提升控制方法；b）從控制效果而言，宜考慮從MRSCR最低的節(jié)