ICS29240

CCSP.63

團體標準

T/CEPPEA5027—2023

直流配電網(wǎng)規(guī)劃設計技術規(guī)范

PlanninganddesignspecificationforDCdistributionnetwork

2023-08-14發(fā)布2023-11-01實施

中國電力規(guī)劃設計協(xié)會發(fā)布

T/CEPPEA5027—2023

目次

前言

…………………………Ⅲ

引言

…………………………Ⅳ

范圍

1………………………1

規(guī)范性引用文件

2…………………………1

術語和定義

3………………1

總體要求

4…………………2

負荷預測與電力電量平衡

5………………3

負荷預測

5.1……………3

電力電量平衡

5.2………………………3

主要技術原則

6……………3

供電區(qū)域劃分

6.1………………………3

電壓等級選擇

6.2………………………4

接線方式選擇

6.3………………………4

網(wǎng)架結構

7…………………4

通用要求

7.1……………4

中壓直流配電網(wǎng)網(wǎng)架結構

7.2…………4

低壓直流配電網(wǎng)網(wǎng)架結構

7.3…………4

供電設施

8…………………5

通用要求

8.1……………5

站址和通道

8.2…………………………5

主要設備

8.3……………5

直流線路

8.4……………6

繼電保護自動化及通信

9、…………………6

繼電保護

9.1……………6

自動化控制

9.2…………………………7

通信

9.3…………………8

電能計量

9.4……………8

電源及用戶接入

10…………………………8

電源接入

10.1……………8

用戶接入

10.2……………8

儲能接入

10.3……………8

規(guī)劃計算分析

11……………9

投資與規(guī)劃成效分析

12……………………9

Ⅰ

T/CEPPEA5027—2023

附錄規(guī)范性直流配電系統(tǒng)標稱電壓

A()………………10

附錄資料性直流配電網(wǎng)典型接線方式

B()……………11

附錄資料性直流配電網(wǎng)典型網(wǎng)架結構

C()……………12

參考文獻

……………………14

Ⅱ

T/CEPPEA5027—2023

前言

本文件按照標準化工作導則第部分標準化文件的結構和起草規(guī)則的規(guī)定

GB/T1.1—2020《1:》

起草

。

請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利本文件的發(fā)布機構不承擔識別專利的責任

。。

本文件由中國電力規(guī)劃設計協(xié)會提出并歸口

。

本文件起草單位上海電力設計院有限公司北京電力經(jīng)濟技術研究院有限公司珠海電力設計院

:、、

有限公司蘇州電力設計研究院有限公司

、。

本文件主要起草人唐勇俊陳亞丁袁智強沙熠徐立波高敏秦杰劉昊湯奕胡洋陳晶

:、、、、、、、、、、、

楊帆張冉王玉柱孟憲利劉海忠周林康歸三榮周佳威

、、、、、、、。

Ⅲ

T/CEPPEA5027—2023

引言

隨著分布式電源儲能以及電動汽車等多元化負荷的發(fā)展推動了我國對直流配電技術的研究探

、,

索各地開展了一系列的直流配電網(wǎng)示范工程涵蓋了工業(yè)園區(qū)樓宇住宅可再生能源發(fā)電等典型應用

,,、、

場景為實現(xiàn)碳達峰碳中和目標我國將構建安全高效清潔低碳柔性靈活智慧融合的新型電力系

。、,、、、

統(tǒng)直流配電網(wǎng)具有穩(wěn)定可靠靈活可控優(yōu)質(zhì)高效的特點能夠適應新型電力系統(tǒng)發(fā)展要求促進源網(wǎng)

,、、,,

荷儲友好互動實現(xiàn)新能源的廣泛消納和多元化負荷的可靠供電將成為未來配電網(wǎng)發(fā)展的一種新的

,,

方向

。

目前國內(nèi)直流配電網(wǎng)仍處于工程示范階段缺乏規(guī)劃設計方面的標準不利于直流配電網(wǎng)的推廣應

,,

用本文件旨在吸收和總結國內(nèi)外直流配電網(wǎng)規(guī)劃設計先進經(jīng)驗和成果制定直流配電網(wǎng)規(guī)劃設計技

。,

術規(guī)范對直流配電網(wǎng)的系統(tǒng)構建網(wǎng)架結構供電設施繼電保護自動化及通信電源及用戶接入等方

,、、、、、

面的規(guī)劃設計提出技術指導既能夠提高配電網(wǎng)接納分布式電源能力滿足多元化負荷發(fā)展需求又能

,、,

夠考慮不同場景和區(qū)域的差異提供適宜的直流配電網(wǎng)建設標準對未來直流配電網(wǎng)的推廣應用發(fā)揮積

,,

極的促進作用

。

Ⅳ

T/CEPPEA5027—2023

直流配電網(wǎng)規(guī)劃設計技術規(guī)范

1范圍

本文件規(guī)定了直流配電網(wǎng)負荷預測與電力電量平衡主要技術原則網(wǎng)架結構供電設施繼電保

、、、、

護自動化及通信電源及用戶接入規(guī)劃計算分析投資與規(guī)劃成效分析等方面的技術要求

、、、、。

本文件適用于及以下各電壓等級直流配電網(wǎng)規(guī)劃設計工作

±50kV。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構成本文件必不可少的條款其中注日期的引用文

。,

件僅該日期對應的版本適用于本文件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

。

電測量設備交流特殊要求第部分靜止式有功電能表級級

GB/T17215.321()21:(A、B、

級級和級

C、DE)

重要電力用戶供電電源及自備應急電源配置技術規(guī)范

GB/T29328

中低壓直流配電電壓導則

GB/T35727

柔性直流系統(tǒng)用高壓直流斷路器的共用技術要求

GB/T38328

電力工程電纜設計標準

GB50217

光伏發(fā)電站設計規(guī)范

GB50797

電能計量裝置技術管理規(guī)程

DL/T448

電力通信運行管理規(guī)程

DL/T544

多功能電能表

DL/T614

所有部分供電系統(tǒng)供電可靠性評價規(guī)程

DL/T836()

柔性直流配電系統(tǒng)用電壓源換流器技術導則

DL/T1697

交直流混合中壓配電網(wǎng)技術導則

DL/T2433

電力工程直流電源系統(tǒng)設計技術規(guī)程

DL/T5044—2014

電能量計量系統(tǒng)設計規(guī)程

DL/T5202

配電網(wǎng)規(guī)劃設計技術導則

DL/T5729

電子式直流電能表檢定規(guī)程

JJG842

分布式電源接入配電網(wǎng)技術規(guī)定

NB/T32015

3術語和定義

下列術語和定義適用于本文件

。

31

.

直流配電網(wǎng)DCdistributionnetwork

從輸電網(wǎng)發(fā)電設施分布式電源等電源側接收電能并通過直流配電設施就地或逐級分配給各類

、、,

用戶的電力網(wǎng)絡

。

1

T/CEPPEA5027—2023

32

.

極pole

直流系統(tǒng)的一部分包括互聯(lián)的各個換流站相應的換流器單元和濾波及無功補償設備以及互聯(lián)的

,,

線路在正常運行時其直流部分對地處于共同的直流電壓極性

。,。

來源

[:GB/T13498—2017,8.6]

33

.

雙極bipolar

直流系統(tǒng)的一部分包括兩個可獨立運行的直流系統(tǒng)極在正常運行時兩個直流極對地處于相反

,。,

的直流電壓極性

。

來源

[:GB/T13498—2017,8.7]

34

.

單極直流系統(tǒng)monopolarDCsystem

僅有一個極的直流系統(tǒng)

。

來源

[:GB/T13498—2017,8.9]

35

.

雙極直流系統(tǒng)bipolarDCsystem

具有兩個對地處于相反極性的直流系統(tǒng)且兩極能夠獨立運行

,。

36

.

偽雙極直流系統(tǒng)pseudobipolarDCsystem

系統(tǒng)為對稱單極接線雖然具有兩個對地處于相反的直流電壓極性但一極故障另一極不能單獨

,,

運行

。

37

.

直流變壓器DCtransformer

采用變壓器電力電子器件及其監(jiān)控設備相關輔助設備等實現(xiàn)將一種直流電壓變換成另一種或

、、,

多種直流電壓的電氣裝置

。

38

.

電壓源換流器voltagesourceconverterVSC

;

由可關斷器件實現(xiàn)換流功能直流側儲能元件為電容器的換流器

,。

來源

[:DL/T1193—2012,3.3.8]

39

.

兩電平換流器two-levelconverter

交流側輸出相電壓波形中電平數(shù)為的電壓源換流器

2。

310

.

三電平換流器three-levelconverter

交流側輸出相電壓波形中電平數(shù)為的電壓源換流器

3。

311

.

直流斷路器DCcircuit-breaker

能夠關合承載和開斷直流系統(tǒng)中的運行電流并能在規(guī)定的時間內(nèi)關合承載和分斷直流系統(tǒng)故

、,、

障電流的設備

。

來源

[:IEC61992-1:2014,3.1.4]

4總體要求

41直流配電網(wǎng)規(guī)劃設計涉及中低壓直流以及交流網(wǎng)絡的協(xié)調(diào)與配合應將其作為整體進行規(guī)劃及

.、,

2

T/CEPPEA5027—2023

設計綜合考慮電壓等級的優(yōu)化設計網(wǎng)架結構的協(xié)調(diào)發(fā)展主要設備的合理選擇二次系統(tǒng)的整體融合

,、、、

以及電源用戶的接入需求并應符合的規(guī)定

,DL/T2433。

42直流配電網(wǎng)宜在直流負荷比重較大的區(qū)域以及以逆變器接入的分布式電源占比較大的區(qū)域建設

.。

43直流配電網(wǎng)的規(guī)劃設計在考慮直流配電的技術成熟度基礎上充分體現(xiàn)直流技術的可控性優(yōu)勢應

.,

具備一定的容量裕度合理的分布式電源接納能力一定的負荷轉(zhuǎn)移能力自愈能力和與交流配電網(wǎng)協(xié)

、、、

調(diào)交互和支撐能力

。

44直流配電網(wǎng)的電壓偏差應滿足的相關要求

.GB/T35727。

45直流配電網(wǎng)規(guī)劃設計應遵循差異化原則根據(jù)經(jīng)濟社會發(fā)展水平用戶性質(zhì)和環(huán)境要求等采用差

.,、,

異化的建設標準以資產(chǎn)全壽命周期成本最優(yōu)為原則滿足區(qū)域發(fā)展和用戶用電需求

,,。

46為適應新型電力系統(tǒng)發(fā)展要求直流配電網(wǎng)宜充分考慮源網(wǎng)荷儲友好互動滿足源端新能源廣泛

.,,

接入網(wǎng)端資源安全高效靈活配置荷端多元負荷需求以及分布式可調(diào)節(jié)資源多類聚合促進能源新業(yè)

、、,

務新業(yè)態(tài)新模式發(fā)展

、、。

5負荷預測與電力電量平衡

51負荷預測

.

511直流負荷預測應包含總負荷預測及分電壓等級預測結果近期預測結果應逐年預測中期和遠

..,,

期可列出規(guī)劃期末預測結果

。

512直流負荷預測宜采用多種方法經(jīng)綜合分析后給出高中低預測方案并提出推薦方案

..,、、,。

513電動汽車儲能等可參與能量管理的負荷應單獨預測可采用概率建模法神經(jīng)網(wǎng)絡法蒙特卡

..、,,、、

洛模擬法等預測方法

。

514負荷預測和分布式電源預測的基礎數(shù)據(jù)包括經(jīng)濟社會和自然氣候數(shù)據(jù)歷史年負荷和電量數(shù)

..、

據(jù)等

。

515負荷和分布式電源需求數(shù)據(jù)調(diào)查與采集應采用多種渠道提升負荷和分布式電源預測的準

..,

確性

。

52電力電量平衡

.

521規(guī)劃水平年新增配電設施規(guī)模應以電力平衡為主要依據(jù)

..。

522電力平衡應分區(qū)分電壓等級分年度進行并根據(jù)分布式電源儲能直流負荷等的影響確定

..、、,、、。

電力平衡中宜考慮分布式電源儲能直流負荷的運行特性合理確定其在電力平衡中的出力和負荷

、、,

系數(shù)

。

523分電壓等級電力平衡應結合負荷預測結果和現(xiàn)有容量確定各電壓等級所需新增的直流配電

..,

容量

。

524對于分布式電源比例較高的區(qū)域既要進行電力平衡計算也要進行電量平衡計算確保規(guī)劃結

..,,,

果的合理性

。

6主要技術原則

61供電區(qū)域劃分

.

611供電區(qū)域劃分是直流配電網(wǎng)差異化規(guī)劃設計的重要基礎用于確定區(qū)域內(nèi)直流配電網(wǎng)規(guī)劃建設

..,

標準主要依據(jù)飽和負荷密度也可參考行政級別經(jīng)濟發(fā)達程度城市功能定位用戶重要程度用電水

,,、、、、

平等因素確定

、GDP。

3

T/CEPPEA5027—2023

612直流配電網(wǎng)中類供電區(qū)域劃分原則應符合的相關規(guī)定

..A+、A、B、C、D、EDL/T5729。

62電壓等級選擇

.

621直流配電系統(tǒng)電壓等級的確定應符合簡化電壓等級減少變壓層次優(yōu)化網(wǎng)絡結構的原則

..、、。

622直流電壓等級的選擇應符合的規(guī)定具體按照附錄

..GB/T35727,A。

623直流配電系統(tǒng)電壓等級的確定需要綜合考慮應用范圍容量供電半徑電壓偏差和安全性等因

..、、、

素中壓層宜選取個個直流電壓等級低壓層可根據(jù)用戶分布式電源等實際接入需求選取

。1~2,、

個個直流電壓等級

1~2。

63接線方式選擇

.

631直流配電網(wǎng)在不同應用場景推薦的接線方式有單極結構偽雙極結構以及雙極結構直流配電

..、,

網(wǎng)的典型接線方式見附錄的圖圖

BB.1~B.3。

632雙極結構可降低輸電線路的絕緣要求增加供電可靠性

..,。

633雙極接地系統(tǒng)可根據(jù)投資經(jīng)濟性以及實施條件采用金屬回線方式或大地回線方式

..。

7網(wǎng)架結構

71通用要求

.

711直流配電網(wǎng)的網(wǎng)架結構宜綜合考慮供電可靠性運行安全穩(wěn)定性調(diào)度操作靈活性電能質(zhì)量要

..、、、

求以及經(jīng)濟性等因素確定中低壓配電網(wǎng)兩個層級應相互匹配

,、。

712高可靠性供電區(qū)域的配電網(wǎng)結構應具備網(wǎng)絡重構能力便于實現(xiàn)故障自動隔離

..,。

713直流配電網(wǎng)網(wǎng)架的選擇應與現(xiàn)有直流設備的制造能力和直流配電技術發(fā)展水平相適應

..。

714同一地區(qū)的同類供電區(qū)域電網(wǎng)結構宜盡量統(tǒng)一

..。

715網(wǎng)架結構設計應遵循不交叉供電原則形成相對獨立的供電區(qū)

..,。

716類地區(qū)的中壓直流配電網(wǎng)應滿足準則類地區(qū)的中壓直流配電網(wǎng)宜滿足

..A+、A、B、CN-1,DN-1

準則

。

72中壓直流配電網(wǎng)網(wǎng)架結構

.

721中壓直流配電網(wǎng)宜根據(jù)其負荷特點重要程度不同應用場景選擇相應網(wǎng)架結構主干網(wǎng)架宜采

..、、,

用單端輻射式結構單端環(huán)式結構雙端式結構多端樹枝式結構多端環(huán)網(wǎng)式結構等典型電網(wǎng)結構見

、、、、。

附錄的圖圖

CC.1~C.5。

722直流線路應根據(jù)主干線路長度和負荷分布情況進行分段并合理配置各分段負荷容量

..,。

723中壓直流配電網(wǎng)的建設初期及過渡期可根據(jù)區(qū)域供電安全水平要求綜合考慮區(qū)域負荷與分

..,,

布式電源的發(fā)展和目標網(wǎng)架規(guī)劃情況合理選擇過渡網(wǎng)架結構接線方式及擴展方式

,、。

73低壓直流配電網(wǎng)網(wǎng)架結構

.

731低壓直流配電網(wǎng)結構應簡單安全宜采用單端輻射式結構重要低壓用電設備所在配電線路可

..,,

采用單端環(huán)式雙端式等結構應以換流器供電范圍實行分區(qū)供電

、,。

732低壓直流配電線路可根據(jù)實際情況通過換流器直流變壓器合理選擇接入中壓交流主干線或中

..、

壓直流母線

。

4

T/CEPPEA5027—2023

8供電設施

81通用要求

.

811設備選擇應堅持安全可靠經(jīng)濟適用及差異化原則采用技術成熟少免維護低損耗節(jié)能綠

..、,、()、、

色環(huán)保具備可擴展功能的設備電能質(zhì)量要求較高區(qū)域宜適當提高設備的配置標準

、。。

812各級換流器直流變壓器等配電設備宜布置于戶內(nèi)或預制艙內(nèi)

..、。

813對于有源直流配電網(wǎng)應具備有功功率控制直流電壓控制等有功控制功能及交流電壓控制交

..,、、

流無功控制等無功控制功能

。

82站址和通道

.

821換流站應靠近直流負荷中心并盡量靠近交流配電網(wǎng)公共連接點

..,。

822直流線路可選用直流電纜敷設或架空線方式

..。

823直流電纜敷設通道和方式應符合的相關規(guī)定

..GB50217。

83主要設備

.

831換流器的選擇宜考慮技術性能安全可靠安裝條件綜合造價等因素滿足的相關

..、、、,DL/T1697

技術要求并符合下列規(guī)定

,。

用于接入直流負荷和無功率外送需求的直流配電網(wǎng)宜采用單向換流器用于滿足有功率交換

a),

需求設備接入的換流器應采用雙向換流器

。

宜選擇電壓源型低壓直流配電網(wǎng)宜選擇模塊化三電平換流器或兩電平換流器

b)(VSC),。

應用于并網(wǎng)點的換流器應具備檢測并網(wǎng)點電壓的功能應在電壓異常時斷開與交流電網(wǎng)的電

c),

氣連接電壓異常范圍及其對應的斷開時間響應按照的相關規(guī)定

。GB50797。

直流配電網(wǎng)在交流側發(fā)生單相接地故障時換流器應具備在最大允許通過電流范圍內(nèi)的低壓

d),

穿越能力

。

換流器的容量宜按表進行選擇

e)1。

表1換流器容量序列推薦值

直流配電標稱電壓傳輸容量換流器容量

/kV/MW/MW

±35~±5016~6225、50、63

±6~±202~223、10、20、25

及以下

±30.2~3.50.5、0.63、0.8、1、2、5

采用電網(wǎng)換相換流器技術時應進行換流母線短路電流水平校核滿足換相所需最小短路容量

f),,

要求采用電壓源換流器技術時必要時宜考慮換流母線短路電流水平

;,。

832直流變壓器符合下列規(guī)定

..:

用于接入直流負荷和無功率外送需求的直流配電網(wǎng)宜采用單向直流變壓器用于接入有功率

a),

交換需求的直流儲能系統(tǒng)和直流配電網(wǎng)宜采用雙向直流變壓器

;

綜合考慮設備制造能力和技術經(jīng)濟合理性可裝設多臺直流變壓器并列運行

b),。

833直流配電網(wǎng)換流器進出線處直流母線互聯(lián)處及其他需設置可靠斷點處應配置斷流設備斷流

..、,

設備應優(yōu)先選用直流斷路器直流斷路器應符合的相關技術要求并符合下列規(guī)定

。GB/T38328,:

直流斷路器應根據(jù)負載情況和故障處理的要求對額定電壓額定電流額定沖擊耐受電壓

a),、、、

5

T/CEPPEA5027—2023

開斷電流與開斷時間等主要參數(shù)進行選擇

;

基于電壓源型換流器的直流系統(tǒng)中直流斷路器應具有快速動作功能開斷時間宜小于

b)(VSC),,

5ms;

直流回路中的斷路器宜配置報警輔助觸點

c);

連接儲能系統(tǒng)的直流斷路器額定電流應根據(jù)儲能充放電電流選擇并按事故初期放電電流校

d),

驗保護動作的安全性且應與直流饋線回路保護電器相配合

,。

84直流線路

.

841直流線路的選型宜綜合考慮電壓等級載流量電壓偏差故障運行方式及供電裕度等因素確定

..、、、

導體截面

。

842直流電纜截面選擇計算按照中附錄的計算方法進行

..DL/T5044—2014E。

843直流電纜選擇應符合的有關規(guī)定

..GB50217。

844直流線路傳輸容量與導線截面積宜按表進行選擇

..2。

表2直流線路推薦導線截面積

電壓等級推薦傳輸容量電纜推薦截面積2架空線推薦截面積2最大供電距離推薦值

/kV/MW/mm/mm/km

±5023~62240150150

±3516~44240150100

±208~2224015070

±104~1224015035

±62~730018520

±30.8~3.530018510

±1.50.41~0.93120705

±0.750.24~0.47120702.5

±0.3750.08~0.24120701.2

±0.110.02~0.08150950.4

注1本表中電纜指銅芯電纜按環(huán)境溫度空氣中敷設考慮

:,40℃,。

注2本表中架空