T-CEPPEA 5026-2023低压交直流混合配电网设计规范

ICS29240

CCSP.63

团体标准

T/CEPPEA5026—2023

低压交直流混合配电网设计规范

Designspecificationforlow-voltageAC/DChybriddistributionnetwork

2023-08-14发布2023-11-01实施

中国电力规划设计协会发布

T/CEPPEA5026—2023

目次

前言

…………………………Ⅲ

引言

…………………………Ⅳ

范围

1………………………1

规范性引用文件

2…………………………1

术语和定义

3………………2

总体原则

4…………………2

主要技术原则

5……………3

电压等级选择

5.1………………………3

接线方式

5.2……………3

短路电流水平

5.3………………………3

过电压与绝缘配合

5.4…………………3

无功补偿和电压调整

5.5………………3

接地方式

5.6……………4

电能质量

5.7……………4

交直流配电设备

6…………………………4

通则

6.1…………………4

换流器

6.2………………4

变换器

6.3DC/DC………………………5

直流断路器

6.4…………………………5

直流互感器

6.5…………………………5

直流配电柜

6.6…………………………5

继电保护自动化和通信

7、…………………5

继电保护

7.1……………5

自动化

7.2………………6

通信

7.3…………………6

电能计量

7.4……………6

选址和设备布置

8…………………………6

选址

8.1…………………6

配电设备布置

8.2………………………7

建构筑物

8.3()…………………………7

配电线路

9…………………7

节能和环境保护

10…………………………7

节能

10.1…………………7

Ⅰ

T/CEPPEA5026—2023

环境保护

10.2……………8

附录资料性直流配电系统用电压源换流器的典型拓扑

A()…………9

参考文献

……………………11

Ⅱ

T/CEPPEA5026—2023

前言

本文件按照标准化工作导则第部分标准化文件的结构和起草规则的规定

GB/T1.1—2020《1》

起草

。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利本文件的发布机构不承担识别专利的责任

。。

本文件由中国电力规划设计协会提出并归口

。

本文件起草单位上海电力设计院有限公司北京电力经济技术研究院有限公司中国能源建设集

:、、

团天津电力设计院有限公司

。

本文件主要起草人员徐立波李学斌胡洋张哲陈世龙陈晶朱清清刘建伟杨帆宣婷婷

:、、、、、、、、、、

沈泉刘剑马致臻於滨森刘昊许万伟李伟马麟曹艳楠

、、、、、、、、。

Ⅲ

T/CEPPEA5026—2023

引言

随着可再生能源电力储能和电力电子技术的高速发展以分布式光伏电化学储能充电桩和数据

、,、、

中心为代表的直流电源和负荷大量接入城市低压配电网中目前城市配电网仍然以交流架构为主接

。,,

入直流电源和负荷后存在输送能力受限控制复杂和用能效率低等缺点直流配电网具有能量转换次

,、。

数少效率高以及控制简单等优势可实现灵活性电源和负荷的友好接入充分发挥直流配电技术柔性

、,,

控制功能

。

虽然直流配电网为直流发电单元和负荷提供了高效的接入方式但是采用单一供电架构难以满足

,

多类型分布式发电单元和负荷及储能单元的集成为了进一步提升系统整体效率和经济性城市低压

。,

配电网采用交直流混合形式将是未来的发展趋势

。

近年来柔性直流技术在低压配电网中的应用已成为研究热点并得到快速发展先后在国内外开展

,,

了多项低压交直流配电网示范项目工程但尚无相关设计标准可以遵循本文件旨在研究国内外低压

,。

交直流混合配电网设计建设和运行情况编制一本指导低压交直流混合配电网设计的规范对其网架

、,,

结构接线形式交直流配电设备二次和通信选址和设备布置配电线路节能和环境保护等方面的发

、、、、、、

展提出技术指导充分发挥交直流混合配电网的技术优势增强电源电网负荷的互动能力提升配电

,,--,

网控制和管理水平更好地促进配电网的绿色低碳和高质量发展

,。

Ⅳ

T/CEPPEA5026—2023

低压交直流混合配电网设计规范

1范围

本文件规定了低压交直流混合配电网的总体原则主要技术原则交直流配电设备继电保护自动

,,,、

化和通信选址和设备布置配电线路节能和环境保护等方面的设计原则和主要技术要求

,,,。

本文件适用于交流标称电压及以下与直流标称电压及以下的交直流混合

380V1500(±750)V

配电网设计工作

。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款其中注日期的引用文

。,

件仅该日期对应的版本适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单适用于

,;,()

本文件

。

标准电压

GB/T156

电能质量供电电压偏差

GB/T12325

电能质量电压波动和闪变

GB/T12326

低压开关设备和控制设备第部分断路器

GB/T14048.22:

电能质量公用电网谐波

GB/T14549

电能质量三相电压不平衡

GB/T15543

低压系统内设备的绝缘配合第部分原理要求和试验

GB/T16935.11:、

低压电涌保护器第部分低压配电系统的电涌保护器选择和使用

GB/T18802.12(SPD)12:

导则

阻燃和耐火电线电缆或光缆通则

GB/T19666

电力变压器能效限定值及能效等级

GB20052

电能质量公用电网间谐波

GB/T24337

电缆及光缆燃烧性能分级

GB31247

分布式电源并网技术要求

GB/T33593

静止式直流电能表

GB/T33708

中低压直流配电电压导则

GB/T35727

电化学储能电站接入电网技术规定

GB/T36547

电力监控系统网络安全防护导则

GB/T36572

建筑设计防火规范年版

GB50016(2018)

低压配电设计规范

GB50054

爆炸危险环境电力装置设计规范

GB50058

电力工程电缆设计标准

GB50217

火力发电厂与变电站设计防火规范

GB50229

架空绝缘配电线路设计标准

GB51302

电能计量装置技术管理规程

DL/T448

及以下架空配电线路设计规范

DL/T522010kV

1

T/CEPPEA5026—2023

配电网规划设计技术导则

DL/T5729

分布式电源接入配电网技术规定

NB/T32015

直流电压互感器检定规程

JJG1156

直流电流互感器检定规程

JJG1157

主动配电网设计规范

T/CEPPEA5012—2022

直流配电网规划设计技术规范

T/CEPPEA5027—2023

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件

。

31

.

低压交直流混合配电网low-voltageAC/DChybriddistributionnetwork

从电源侧输电网发电设施分布式电源等接收电能并通过交流及以下和直流

(、、),380V/220V

及以下的交直流配电设施就地或逐级分配给各类用户的电力网络

1500(±750)V。

32

.

换流器converter

利用功率半导体器件实现交流电能转换为直流电能或将直流电能转换为交流电能或者二者功能

,,

相组合的电气装置

。

来源和有修改

[:DL/T1193—2012,3.3.13.3.4,]

33

.

DC/DC变换器DC/DCconverter

采用电力电子器件实现将一种直流电压变换成另一种直流电压的电气装置

。

来源有修改

[:GB/T24347—2021,3.1,]

34

.

电压源换流器voltagesourceconverterVSC

;

由可关断器件实现变流功能直流侧储能元件为电容器的换流器

,。

来源有修改

[:DL/T1193—2012,3.3.8,]

4总体原则

41低压交直流混合配电网设计方案应合理选择系统电压等级互联方式和主要设备参数综合考虑

.、,

电源用户的便捷接入和配电网的稳定运行

。

42低压交直流混合配电网的设计方案应进行技术经济比选合理选择直流交流或交直流混合配电

.,、

方式

。

43以分布式光伏储能直流负荷等直流形式为主的低压交直流混合配电网宜采用以直流为主的供

.、、,

电方式

。

44低压交直流混合配电网的设计宜综合考虑具体应用场景设备发展水平和成本最优等因素

.、。

45低压交直流混合配电网的设计应具有前瞻性经济性适应性应充分体现直流技术的可控性优

.、、,

势应具备负荷转移能力故障判断能力应急处理能力故障自愈能力潮流控制能力和分布式电源及

,、、、、

各类负荷的接纳能力

。

46设备选择应坚持安全可靠经济适用及差异化原则采用技术成熟少免维护低损耗节能绿色

.、,、()、、

环保具备可扩展功能的设备

、。

47低压交直流混合配电网的设备选型应满足各种运行方式的要求

.。

2

T/CEPPEA5026—2023

5主要技术原则

51电压等级选择

.

511交直流混合配电网中交流电压等级的选择应符合和的规定直流电压等

..GB/T156DL/T5729,

级的选择宜符合的规定

GB/T35727。

512交直流电源电压的选择应根据供电能力需求设备发展水平投资经济性分布式电源接入需求

..、、、

等因素确定简化电压层级序列

,。

513直流配电网接入交流系统的电压等级宜考虑交直流系统的交换功率网架结构和配电网规模等

..、

因素

。

52接线方式

.

521低压交直流混合配电网互联可采用交直直交或交直交种

..-(AC-DC)、-(DC-AC)--(AC-DC-AC)3

典型结构及其组合低压交直流混合配电网典型互联方式应符合中附录的

,T/CEPPEA5012—2022B

规定

。

522低压交直流混合配电网交流侧的电网结构应符合的规定直流侧的电网结构宜采用

..DL/T5729;

单端单路辐射式拓扑重要低压直流配电设备所处的电网结构亦可采用单端环式拓扑双端式拓扑

,、

等拓扑结构见中附录的规定

,T/CEPPEA5027—2023C。

523电压高于的低压直流配电网与交流配电网互联时换流器的交流侧宜通过配电

..750(±375)V,

变压器接入中压交流配电网系统电压不超过的低压直流配电网与交流配电网互联

;750(±375)V

时宜接入低压交流配电网系统

,380V/220V。

524低压直流配电系统与交流配电系统间宜采用变压器实现电气隔离

..。

53短路电流水平

.

531低压交直流混合配电网在设计时应针对设计方案进行短路电流计算根据短路电流计算结果确

..,

定短路电流水平并采取必要的限制措施

,。

532交流侧短路电流计算应按可能发生最大短路电流的正常运行方式应一并计及直流侧电源和电

..,

动机提供的短路电流

。

533直流侧短路电流计算应针对单极故障和双极故障情形并应计及交流侧的影响

..,。

54过电压与绝缘配合

.

541低压交直流混合配电网的绝缘配合设计应符合的规定换流器的绝缘设计宜考

..GB/T16935.1,

虑对交流电压直流电压操作冲击电压雷电冲击电压陡波前冲击电压的耐受能力

、、、、。

542低压交直流配电系统宜采用电涌保护器实现对交直流配电系统雷电过电压操作过电压

..(SPD)、、

和暂时过电压的保护直流配电系统的电涌保护器宜选用直流专用型

。。

543电涌保护器的配置方案和技术参数应符合的规定

..GB/T18802.12。

55无功补偿和电压调整

.

551直流配电网与交流系统的连接点需要考虑直流配电网启动及运行等工况对无功功率的需求

..。

552无功补偿设备应满足变流装置在不同的功率水平以及各种接线和运行方式下的无功平衡

..。

553对于有源直流配电网换流器应具备有功功率控制直流电压控制等有功控制功能及交流电压

..,、

控制交流无功控制等无功控制功能

、。

3

T/CEPPEA5026—2023

56接地方式

.

561直流配电系统应根据供电可靠性与经济性综合考虑交流配电系统的接地方式换流器拓扑结

..,、

构直流系统单极接地故障的短路电流值等因素合理选择直流系统经直流电容中点接地经高电阻接

、,、

地不接地等接地方式

、。

562交直流混合配电网接地方式宜在同一区域内各自统一

..。

57电能质量

.

571低压交直流混合配电网交流侧的电压偏差电压波动和闪变谐波电压不平衡度以及间谐波等

..、、、

应满足和的要求

GB/T12325、GB/T12326、GB/T14549、GB/T15543GB/T24337。

572低压直流供电电压偏差应满足的要求

..GB/T35727。

573分布式电源接入低压交直流混合配电网应满足的要求其与公用电网连接点处的

..NB/T32015,

电能质量应满足的要求储能系统接入低压交直流配电网应符合的规定

GB/T33593;GB/T36547。

6交直流配电设备

61通则

.

611设备容量配置宜综合考虑负荷密度空间资源条件上下级电网的关系和整体经济性等因素

..、、。

612直流设备及线路容量应留有合理裕度保证设备在负荷波动或转供时满足运行要求同时宜考

..,,

虑功率反送的需求

。

613交直流混合配电网交流侧设备配置应满足的要求

..GB50054。

614换流器变换器的配置宜尽量靠近负荷中心其容量应根据负荷需求合理规划

..、DC/DC,。

615直流配电系统采用接地方式时应在正负母线上安装绝缘监测装置实时监测直流配电系

..IT,、,

统绝缘状态

。

62换流器

.

621用于接入有功率交换需求的直流配电网系统应采用双向换流器仅用于接入直流负荷且无功率

..,

外送需求的直流微电网可采用单向换流器用于同时接入超过两个交流和直流配电网系统时可采用

。,

多端口换流器

。

622换流器的选择宜考虑技术性能安全可靠安装条件综合造价等因素

..、、、。

623换流器宜选择电压源型低压直流配电网宜选择三电平换流器或两电平换流器直流配

..(VSC),。

电系统用电压源换流器的典型拓扑见附录

A。

624在交流系统发生单相短路故障时换流器宜具备交流故障穿越能力

..,。

625换流器容量序列宜按表进行选择

..1。

表1换流器容量序列推荐值

直流配电标称电压传输容量换流器容量

/V/kW/kW

1500(±750)500~2000500、630、1000、1600、2000

750(±375)200~800200、400、500、630、800

220(±110)20~8020、40、50、63、80

626换流器应具有冷却系统确保换流器持续正常工作不因温度过高而造成设备损坏

..,。

4

T/CEPPEA5026—2023

63DC/DC变换器

.

631变换器选择时宜考虑应用场景的功率流向和输入输出侧的隔离要求根据额定输出功

..DC/DC,

率额定输入电压额定输出电压效率等主要参数进行选择

、、、。

632用于接入有功率交换需求的直流配电网系统应采用双向变换器仅用于接入直流负荷

..DC/DC,

且无功率外送需求的直流配电网可采用单向变换器用于同时接入超过两个直流配电网系统

DC/DC。

时可采用多端口变换器

,DC/DC。

633变换器对安全性要求较高时宜采用隔离型设备

..DC/DC。

634在综合考虑设备制造能力和技术经济合理性的基础上可装设多台变换器并联运行

..,DC/DC。

635变换器应具有散热系统确保变换器持续正常工作不因温度过高而造成设备

..DC/DC,DC/DC,

损害

。

64直流断路器

.

641直流断路器应根据负载情况和故障处理的要求对额定电压额定电流额定冲击耐受电压开

..,、、、

断电流与开断时间等主要参数进行选择并应符合的规定

,GB/T14048.2。

642直流断路器的型式可选择空气式固态或混合式选择时宜考虑直流断路器的应用场景性能指

..、,、

标和综合造价等因素对开断时间要求不高时宜选用空气式直流断路器对开断时间要求高但接通状

。,;

态损耗要求不高时可选用固态直流断路器对开断时间和接通状态损耗要求均较高时可选用混合式

,;,

直流断路器

。

643基于电压源型换流器的直流系统中直流断路器宜具有快速动作功能

..(VSC),。

644若直流断路器不具备故障限流功能可根据需要配置限流设备

..,。

65直流互感器

.

651直流电压互感器和直流电流互感器用于关口计量回路时应分别按照和的

..,JJG1156JJG1157

规定进行检定

。

652低压直流配电系统互感器设备选型时宜考虑测量精度响应速度抗饱和特性和经济性等因素

..、、。

66直流配电柜

.

661直流配电柜户内布置时外壳防护等级不应低于并可根据具体环境提出特殊要求

..,IP2X,。

662直流配电柜的通道宽度宜满足的要求

..GB50054。

663直流配电柜的冷却方式可根据需要选择自冷或风冷方式

..。

664直流配电柜内配置的直流电涌保护器应具备正负极对地和正负极之间的雷电防护功能

..。

7继电保护自动化和通信

、

71继电保护

.

711继电保护应满足可靠性选择性灵敏性速动性的基本要求并应满足低压交直流混合配电网

..、、、,

网络结构系统接线的要求

、。

712低压交直流混合配电网宜按交流侧保护区域交直流接口设备区域直流侧保护区域分别进行

..、、

配置并保证本区域发生故障时不引起其他区域保护误动扩大故障范围

,,,。

713交流侧保护区域应按的要求配置保护电器设备交直流接口设备区域和直流侧保护

..GB50054,

区域的保护配置宜符合表的规定

2。

5

T/CEPPEA5026—2023

表2各区域继电保护配置

区域分类保护配置

本体保护功率模块过流功率模块过温功率模块故障保护等

、、

交直流接口设备直流侧保护直流过欠压保护直流过流保护电流速断保护直流反接保护等

/、、、

区域交流过欠压保护交流过流保护电流速断保护频率异常保护交流

交流侧保护/、、、、

进线缺相保护电网电压不平衡度保护等

、

输入侧过欠压输出侧过欠压过流电流速断保护功率模块过流

变换器/、/、、、、

DC/DC功率模块过温功率模块故障保护等

直流侧保护区域、

直流线路直流过欠压直流电压不平衡过流短路保护等