《GB/T20989-2017高壓直流換流站損耗的確定》(2026年)深度解析目錄換流站損耗“度量衡”:GB/T20989-2017為何是柔直時代的核心技術標尺?換流器損耗“深水區(qū)”:觸發(fā)角與換相過程如何影響損耗?標準算法獨家解析無功補償設備:容性元件損耗計算的難點在哪?標準給出的解決方案是什么?損耗測試“金標準”:現(xiàn)場試驗與仿真驗證的協(xié)同方案,如何保障數(shù)據(jù)真實性?標準落地“路線圖”:新能源并網(wǎng)場景下,換流站損耗核算的實踐要點與適配策略損耗構成“全景圖”:專家視角拆解換流站各核心設備的損耗機理與計算邏輯變壓器與電抗器:感性設備損耗的關鍵參數(shù)與標準測量方法有何突破?輔助系統(tǒng)損耗:被忽視的“

隱形成本”,標準如何實現(xiàn)全鏈路覆蓋與精準核算?數(shù)據(jù)處理與誤差控制:從原始數(shù)據(jù)到最終結果,標準如何筑牢精度“

防火墻”?未來趨勢預判:新型電力系統(tǒng)下,GB/T20989-2017的修訂方向與拓展空換流站損耗“度量衡”：GB/T20989-2017為何是柔直時代的核心技術標尺？標準出臺的時代背景：高壓直流輸電發(fā)展催生損耗核算剛需隨著特高壓直流工程規(guī)模化建設，換流站作為能量轉換核心，其損耗直接影響輸電效率與經(jīng)濟性。GB/T20989-2017替代2007版，直面柔直技術興起、設備升級帶來的損耗核算新問題，填補了新型換流拓撲損耗計算的標準空白，為行業(yè)提供統(tǒng)一技術依據(jù)。（二）核心定位：連接技術研發(fā)與工程實踐的損耗核算“橋梁”該標準并非單純的理論規(guī)范，而是聚焦工程實際，明確損耗計算、測試、評估的全流程要求。它上承設備設計參數(shù)，下接工程造價與運行成本核算，成為設備選型、工程優(yōu)化、能效評估的核心技術標尺，解決了以往各單位核算方法不一、數(shù)據(jù)無可比性的難題。（三）柔直時代的適配性：標準如何應對新型換流技術的挑戰(zhàn)？與傳統(tǒng)LCC換流相比，柔性直流換流器采用全控器件，損耗特性更復雜。標準新增模塊化多電平換流器（MMC）損耗計算相關內容，針對子模塊開關損耗、電容損耗等特殊問題給出計算方法，確保在柔直工程中依然具備強指導性，順應未來輸電技術發(fā)展方向。行業(yè)價值：從能效提升到成本優(yōu)化的全鏈條賦能通過統(tǒng)一損耗核算標準，推動設備廠商改進設計降低損耗，助力電網(wǎng)企業(yè)精準評估工程能效，為電價制定、節(jié)能調度提供數(shù)據(jù)支撐。據(jù)測算，按標準優(yōu)化的換流站可降低損耗2%-5%，對于千萬千瓦級特高壓工程，年節(jié)電效益可達數(shù)千萬元。、損耗構成“全景圖”：專家視角拆解換流站各核心設備的損耗機理與計算邏輯0102換流站損耗的分類框架：標準如何界定“直接損耗”與“間接損耗”？標準將損耗分為主設備損耗、輔助設備損耗及系統(tǒng)損耗三類。主設備損耗為能量轉換直接產(chǎn)生，占比超90%；輔助設備損耗含冷卻、控制等系統(tǒng)能耗；系統(tǒng)損耗則與運行方式相關。該分類明確了核算邊界，避免重復或遺漏。0102（二）核心損耗源定位：哪些設備是換流站的“耗能大戶”？經(jīng)專家測算，換流器與換流變壓器損耗合計占總損耗的70%-80%，是核心控制對象。其中換流器損耗隨負荷波動顯著，變壓器損耗則含空載與負載兩部分。標準據(jù)此確立“抓主放次”的核算原則，優(yōu)先保證核心設備計算精度。（三）損耗計算的通用邏輯：從“功率平衡”到“元件疊加”的核心思路標準采用“輸入功率減輸出功率”的功率平衡法作為總損耗驗證依據(jù)，同時對各設備采用“元件損耗疊加”法細分計算。前者保證結果準確性，后者便于定位損耗優(yōu)化點，兩種方法相互印證，形成完整核算閉環(huán)。不同運行工況的損耗差異：標準如何覆蓋穩(wěn)態(tài)與暫態(tài)場景？01換流站在額定負荷、輕載、啟停等工況下?lián)p耗差異較大。標準重點規(guī)定穩(wěn)態(tài)運行損耗計算方法，同時給出暫態(tài)過程損耗的估算公式，明確暫態(tài)損耗可按等效時間折算計入總損耗，滿足不同運行場景的核算需求。02、換流器損耗“深水區(qū)”：觸發(fā)角與換相過程如何影響損耗？標準算法獨家解析換流器損耗的構成：開關損耗與導通損耗的“雙重貢獻”換流器損耗分為電力電子器件的導通損耗與開關損耗。導通損耗由器件正向壓降與電流乘積產(chǎn)生，與負荷電流正相關；開關損耗則因器件通斷過程電壓電流重疊導致，與開關頻率、暫態(tài)特性相關。標準分別給出兩種損耗的計算模型。（二）LCC換流器：觸發(fā)角α如何成為損耗調節(jié)的“關鍵變量”？對于晶閘管換流器，觸發(fā)角α增大將導致?lián)Q相重疊角γ增加，使器件導通時間延長，導通損耗上升，同時換相過程產(chǎn)生額外損耗。標準推導得出損耗與cosα的線性關系公式，明確α在15。-30。范圍內損耗最優(yōu)，為運行參數(shù)優(yōu)化提供依據(jù)。（三）MMC換流器：子模塊拓撲下的損耗計算“新公式”針對MMC換流器，標準考慮子模塊電容充放電損耗與IGBT開關特性，提出“子模塊單元損耗×模塊數(shù)量”的計算方法。引入調制比、載波頻率等參數(shù)，修正開關損耗計算模型，解決了傳統(tǒng)算法在柔直換流器中誤差較大的問題。120102換相失敗的損耗影響：標準如何量化這一“異常工況”的能耗？換相失敗會導致器件承受過電壓過電流，產(chǎn)生短時大損耗。標準規(guī)定換相失敗損耗按“能量積分”法計算，通過記錄故障持續(xù)時間內的電壓電流波形，積分得到損耗能量，再計入對應時間段的總損耗，提高異常工況核算準確性。、變壓器與電抗器：感性設備損耗的關鍵參數(shù)與標準測量方法有何突破？換流變壓器損耗：空載損耗與負載損耗的“雙維度”計算換流變壓器損耗含空載損耗（鐵損）與負載損耗（銅損）。標準規(guī)定空載損耗可通過出廠試驗數(shù)據(jù)直接獲取，負載損耗則需考慮諧波影響，引入諧波損耗系數(shù)進行修正。該方法解決了直流側諧波導致變壓器損耗增加的核算難題。（二）平波電抗器：損耗計算的“核心參數(shù)”與測量要點01平波電抗器損耗主要為繞組銅損與鐵心損耗。標準明確其損耗計算需采用額定電流下的直流電阻與交流電阻，其中交流電阻需考慮集膚效應與鄰近效應的影響?，F(xiàn)場測量時需采用直流疊加交流的試驗方法，確保參數(shù)準確。02濾波電抗器用于抑制特定頻次諧波，其損耗與諧波電流大小直接相關。標準按“基波損耗+各次諧波損耗”的疊加方法計算，給出不同諧波次數(shù)下的損耗系數(shù)曲線，可根據(jù)換流站諧波頻譜數(shù)據(jù)快速核算，提升計算效率。02（三）濾波電抗器：與諧波頻率“強相關”的損耗特性解析0102繞組電阻隨溫度變化會導致?lián)p耗計算偏差。標準規(guī)定需將測量得到的電阻值修正至75℃基準溫度，給出詳細的溫度修正公式，同時考慮鐵心損耗隨溫度的微小變化，確保不同環(huán)境溫度下的損耗數(shù)據(jù)具有可比性。01感性設備損耗的溫度修正：標準如何消除環(huán)境因素的影響？五

、

無功補償設備

：容性元件損耗計算的難點在哪？

標準給出的解決方案是什么？壹換流站無功補償?shù)谋匾裕簽楹握f容性設備是“損耗不可忽視的一環(huán)”？貳換流器運行需大量無功功率，無功補償設備（電容器、濾波器）容量大、數(shù)量多，雖損耗占比低于主設備（約5%-10%），但總損耗絕對值可觀。標準將其納入核心核算范圍，避免因“占比小”而被忽視。（二）并聯(lián)電容器損耗：介質損耗與寄生電阻損耗的計算邏輯電容器損耗主要為介質損耗（tanδ)與引線、極板的寄生電阻損耗。標準規(guī)定以出廠試驗測得的tanδ值為基礎，結合運行電壓與頻率進行修正，對于諧波環(huán)境下的損耗，引入諧波放大系數(shù)，提高計算精度。（三）交流濾波器：“調諧特性”如何影響損耗？標準的針對性算法交流濾波器工作在調諧頻率附近時，阻抗最小、電流最大，損耗顯著增加。標準根據(jù)濾波器拓撲（如單調諧、雙調諧），分別給出基波與諧波電流下的損耗計算方法，明確調諧頻率偏移時的損耗修正公式，適配不同運行狀態(tài)。容性設備損耗的測試難點：標準如何規(guī)范現(xiàn)場試驗方法？01容性設備損耗微小，易受測試儀器精度影響。標準規(guī)定采用西林電橋法或變頻介損測試法，明確試驗電壓、環(huán)境條件等要求，提出“多組數(shù)據(jù)對比”原則，當測量結果偏差超5%時需重新測試，保障數(shù)據(jù)可靠性。02、輔助系統(tǒng)損耗：被忽視的“隱形成本”，標準如何實現(xiàn)全鏈路覆蓋與精準核算？（一）

輔助系統(tǒng)的范圍界定

：標準將哪些“

非核心設備”納入損耗核算？標準明確輔助系統(tǒng)含冷卻系統(tǒng)（水

、

油

、風）、

控制保護系統(tǒng)

、

照明系統(tǒng)

、

通風系統(tǒng)等

。

雖單個設備功率小，

但系統(tǒng)龐大，

總損耗占比可達3%-8%

。

該界定首次實現(xiàn)輔助系統(tǒng)損耗的全鏈路覆蓋，

填補以往核算空白。冷卻系統(tǒng)損耗

：換流站“散熱耗能”

的計算核心與優(yōu)化方向冷卻系統(tǒng)損耗與換流站負荷正相關，

是輔助系統(tǒng)的主要耗能部分

。

標準按“額定負荷損耗×負荷系數(shù)”計算，

給出不同冷卻方式（空冷

、水冷）

的損耗系數(shù)曲線，同時指出優(yōu)化冷卻風機啟停策略可降低10%-15%的損耗?？刂婆c保護系統(tǒng)：

“24小時運行”設備的損耗特性與核算方法此類系統(tǒng)損耗相對穩(wěn)定，

受負荷影響小

。標準規(guī)定采用“額定功率×運行時間”

的簡化計算方法，

對于冗余配置的設備，

按“運行設備數(shù)量”核算，

避免按總容量計算導致的損耗高估，

更貼合實際運行情況。輔助系統(tǒng)損耗的節(jié)能潛力

：標準如何引導“

降損增效”？標準通過明確輔助系統(tǒng)損耗構成，

為節(jié)能改造提供方向

。例如，

將傳統(tǒng)風機替換為變頻風機，

可降低冷卻系統(tǒng)損耗30%以上；

采用LED

照明替代傳統(tǒng)光源，

年節(jié)電可達數(shù)十萬度

。標準的核算要求間接推動了輔助系統(tǒng)的節(jié)能升級。七

、損耗測試“金標準”

：現(xiàn)場試驗與仿真驗證的協(xié)同方案

，如何保障數(shù)據(jù)真實性？（一）

損耗測試的總體原則

：標準為何強調“試驗與計算相互印證”？損耗計算依賴設備參數(shù)與算法模型，

易存在誤差

。標準確立“計算值與試驗值偏差不超過5%”的驗證原則，

通過現(xiàn)場試驗校驗計算模型的準確性，同時用計算方法補充試驗無法覆蓋的工況，

實現(xiàn)兩者協(xié)同互補。主設備損耗測試

：換流器與變壓器的“專項試驗”方法解析換流器損耗測試采用“雙端功率測量法”

，

同時測量換流器交流側與直流側功率，

差值即為損耗；

變壓器則采用“短路試驗+空載試驗”分別測量負載與空載損耗

。標準明確試驗接線

、

儀器精度等要求，

確保測試數(shù)據(jù)可靠。系統(tǒng)總損耗測試：

“功率平衡法”

的現(xiàn)場應用與注意事項系統(tǒng)總損耗測試通過測量換流站交流側輸入總功率與直流側輸出總功率實現(xiàn)

。標準要求測試時間不少于30分鐘，

每5分鐘記錄一組數(shù)據(jù)，

取平均值計算損耗，同時需排除外部電網(wǎng)波動的影響，

測試期間負荷波動應控制在±5%以內。仿真驗證的作用

：如何利用數(shù)字孿生技術輔助損耗核算？對于新建換流站或改造工程，

無法通過現(xiàn)場試驗獲取損耗數(shù)據(jù)

。標準鼓勵采用仿真手段，

利用PSCAD

、

BPA

等軟件搭建換流站模型，

通過仿真得到各工況下的損耗值，

同時要求仿真模型需經(jīng)已有工程試驗數(shù)據(jù)校驗，

確保準確性。、數(shù)據(jù)處理與誤差控制：從原始數(shù)據(jù)到最終結果，標準如何筑牢精度“防火墻”？原始數(shù)據(jù)的質量要求：標準對輸入?yún)?shù)的“精度門檻”是什么？標準明確設備參數(shù)（如電阻、電抗、tanδ)需采用出廠試驗報告中的實測值，現(xiàn)場測試數(shù)據(jù)需選用0.2級及以上精度儀器測量。對于缺失的參數(shù)，給出保守估算方法，避免因參數(shù)精度不足導致的損耗計算偏差。標準規(guī)定損耗計算過程中，中間結果保留4位有效數(shù)字，最終結果保留2位有效數(shù)字。明確各參數(shù)的修約間隔，例如功率單位為MW時，修約間隔為0.01MW。統(tǒng)一的修約規(guī)則避免了因計算過程中數(shù)字取舍導致的累積誤差。（二）數(shù)據(jù)修約規(guī)則：如何規(guī)范“四舍五入”避免累積誤差？010201（三）誤差來源分析：哪些因素會導致?lián)p耗核算出現(xiàn)偏差？誤差主要來源于參數(shù)測量、算法模型、工況假設三方面。標準針對各誤差源給出控制措施：測量誤差通過提高儀器精度控制，模型誤差通過試驗驗證修正，工況假設誤差則要求明確核算邊界，便于結果對比。損耗結果的不確定性分析：標準如何量化“計算可信度”？標準要求對最終損耗結果進行不確定性分析，采用“方和根法”計算合成標準不確定度。明確各輸入?yún)?shù)的標準不確定度范圍，例如設備電阻測量的不確定度應≤2%，最終損耗結果的擴展不確定度應控制在±5%以內，提升結果可信度。、標準落地“路線圖”：新能源并網(wǎng)場景下，換流站損耗核算的實踐要點與適配策略新能源并網(wǎng)對換流站的影響：波動性如何改變損耗特性？風電、光伏的波動性導致?lián)Q流站頻繁處于輕載、變負荷工況，損耗特性更復雜。標準提出“分時段核算”策略，按負荷等級劃分時段，分別計算各時段損耗后累加，解決了傳統(tǒng)穩(wěn)態(tài)核算方法在新能源場景下的不適應性。0102（二）工程設計階段：如何利用標準進行損耗優(yōu)化與設備選型？在工程設計時，可依據(jù)標準計算不同設備方案的損耗值，進行經(jīng)濟性對比。例如，對比不同廠家換流器的損耗參數(shù)，選擇性價比最優(yōu)的設備；通過調整換流變壓器容量比，優(yōu)化負載損耗，實現(xiàn)全生命周期成本最低。（三）運行階段：基于標準的損耗監(jiān)測與節(jié)能調度策略01運行中可按標準建立損耗監(jiān)測系統(tǒng)，實時核算各設備損耗，定位高損耗設備及時維護。在調度時，依據(jù)標準計算的損耗特性，優(yōu)化換流站運行參數(shù)（如觸發(fā)角、無功補償容量），在滿足輸電需求的同時降低損耗。02老舊換流站改造：標準如何指導“降損升級”工程實施？對于老舊換流站，可按標準核算現(xiàn)有設備損耗，識別損耗超標環(huán)節(jié)。例如，將