T-CEPPEA 5027-2023直流配电网规划设计技术规范

ICS29240

CCSP.63

团体标准

T/CEPPEA5027—2023

直流配电网规划设计技术规范

PlanninganddesignspecificationforDCdistributionnetwork

2023-08-14发布2023-11-01实施

中国电力规划设计协会发布

T/CEPPEA5027—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………………1

总体要求

4…………………2

负荷预测与电力电量平衡

5………………3

负荷预测

5.1……………3

电力电量平衡

5.2………………………3

主要技术原则

6……………3

供电区域划分

6.1………………………3

电压等级选择

6.2………………………4

接线方式选择

6.3………………………4

网架结构

7…………………4

通用要求

7.1……………4

中压直流配电网网架结构

7.2…………4

低压直流配电网网架结构

7.3…………4

供电设施

8…………………5

通用要求

8.1……………5

站址和通道

8.2…………………………5

主要设备

8.3……………5

直流线路

8.4……………6

继电保护自动化及通信

9、…………………6

继电保护

9.1……………6

自动化控制

9.2…………………………7

通信

9.3…………………8

电能计量

9.4……………8

电源及用户接入

10…………………………8

电源接入

10.1……………8

用户接入

10.2……………8

储能接入

10.3……………8

规划计算分析

11……………9

投资与规划成效分析

12……………………9

Ⅰ

T/CEPPEA5027—2023

附录规范性直流配电系统标称电压

A()………………10

附录资料性直流配电网典型接线方式

B()……………11

附录资料性直流配电网典型网架结构

C()……………12

参考文献

……………………14

Ⅱ

T/CEPPEA5027—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珠海电力设计院

:、、

有限公司苏州电力设计研究院有限公司

、。

本文件主要起草人唐勇俊陈亚丁袁智强沙熠徐立波高敏秦杰刘昊汤奕胡洋陈晶

:、、、、、、、、、、、

杨帆张冉王玉柱孟宪利刘海忠周林康归三荣周佳威

、、、、、、、。

Ⅲ

T/CEPPEA5027—2023

引言

随着分布式电源储能以及电动汽车等多元化负荷的发展推动了我国对直流配电技术的研究探

、,

索各地开展了一系列的直流配电网示范工程涵盖了工业园区楼宇住宅可再生能源发电等典型应用

,,、、

场景为实现碳达峰碳中和目标我国将构建安全高效清洁低碳柔性灵活智慧融合的新型电力系

。、,、、、

统直流配电网具有稳定可靠灵活可控优质高效的特点能够适应新型电力系统发展要求促进源网

,、、,,

荷储友好互动实现新能源的广泛消纳和多元化负荷的可靠供电将成为未来配电网发展的一种新的

,,

方向

。

目前国内直流配电网仍处于工程示范阶段缺乏规划设计方面的标准不利于直流配电网的推广应

,,

用本文件旨在吸收和总结国内外直流配电网规划设计先进经验和成果制定直流配电网规划设计技

。,

术规范对直流配电网的系统构建网架结构供电设施继电保护自动化及通信电源及用户接入等方

,、、、、、

面的规划设计提出技术指导既能够提高配电网接纳分布式电源能力满足多元化负荷发展需求又能

,、,

够考虑不同场景和区域的差异提供适宜的直流配电网建设标准对未来直流配电网的推广应用发挥积

,,

极的促进作用

。

Ⅳ

T/CEPPEA5027—2023

直流配电网规划设计技术规范

1范围

本文件规定了直流配电网负荷预测与电力电量平衡主要技术原则网架结构供电设施继电保

、、、、

护自动化及通信电源及用户接入规划计算分析投资与规划成效分析等方面的技术要求

、、、、。

本文件适用于及以下各电压等级直流配电网规划设计工作

±50kV。

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

。

电测量设备交流特殊要求第部分静止式有功电能表级级

GB/T17215.321()21:(A、B、

级级和级

C、DE)

重要电力用户供电电源及自备应急电源配置技术规范

GB/T29328

中低压直流配电电压导则

GB/T35727

柔性直流系统用高压直流断路器的共用技术要求

GB/T38328

电力工程电缆设计标准

GB50217

光伏发电站设计规范

GB50797

电能计量装置技术管理规程

DL/T448

电力通信运行管理规程

DL/T544

多功能电能表

DL/T614

所有部分供电系统供电可靠性评价规程

DL/T836()

柔性直流配电系统用电压源换流器技术导则

DL/T1697

交直流混合中压配电网技术导则

DL/T2433

电力工程直流电源系统设计技术规程

DL/T5044—2014

电能量计量系统设计规程

DL/T5202

配电网规划设计技术导则

DL/T5729

电子式直流电能表检定规程

JJG842

分布式电源接入配电网技术规定

NB/T32015

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件

。

31

.

直流配电网DCdistributionnetwork

从输电网发电设施分布式电源等电源侧接收电能并通过直流配电设施就地或逐级分配给各类

、、,

用户的电力网络

。

1

T/CEPPEA5027—2023

32

.

极pole

直流系统的一部分包括互联的各个换流站相应的换流器单元和滤波及无功补偿设备以及互联的

,,

线路在正常运行时其直流部分对地处于共同的直流电压极性

。,。

来源

[:GB/T13498—2017,8.6]

33

.

双极bipolar

直流系统的一部分包括两个可独立运行的直流系统极在正常运行时两个直流极对地处于相反

,。,

的直流电压极性

。

来源

[:GB/T13498—2017,8.7]

34

.

单极直流系统monopolarDCsystem

仅有一个极的直流系统

。

来源

[:GB/T13498—2017,8.9]

35

.

双极直流系统bipolarDCsystem

具有两个对地处于相反极性的直流系统且两极能够独立运行

,。

36

.

伪双极直流系统pseudobipolarDCsystem

系统为对称单极接线虽然具有两个对地处于相反的直流电压极性但一极故障另一极不能单独

,,

运行

。

37

.

直流变压器DCtransformer

采用变压器电力电子器件及其监控设备相关辅助设备等实现将一种直流电压变换成另一种或

、、,

多种直流电压的电气装置

。

38

.

电压源换流器voltagesourceconverterVSC

;

由可关断器件实现换流功能直流侧储能元件为电容器的换流器

,。

来源

[:DL/T1193—2012,3.3.8]

39

.

两电平换流器two-levelconverter

交流侧输出相电压波形中电平数为的电压源换流器

2。

310

.

三电平换流器three-levelconverter

交流侧输出相电压波形中电平数为的电压源换流器

3。

311

.

直流断路器DCcircuit-breaker

能够关合承载和开断直流系统中的运行电流并能在规定的时间内关合承载和分断直流系统故

、,、

障电流的设备

。

来源

[:IEC61992-1:2014,3.1.4]

4总体要求

41直流配电网规划设计涉及中低压直流以及交流网络的协调与配合应将其作为整体进行规划及

.、,

2

T/CEPPEA5027—2023

设计综合考虑电压等级的优化设计网架结构的协调发展主要设备的合理选择二次系统的整体融合

,、、、

以及电源用户的接入需求并应符合的规定

,DL/T2433。

42直流配电网宜在直流负荷比重较大的区域以及以逆变器接入的分布式电源占比较大的区域建设

.。

43直流配电网的规划设计在考虑直流配电的技术成熟度基础上充分体现直流技术的可控性优势应

.,

具备一定的容量裕度合理的分布式电源接纳能力一定的负荷转移能力自愈能力和与交流配电网协

、、、

调交互和支撑能力

。

44直流配电网的电压偏差应满足的相关要求

.GB/T35727。

45直流配电网规划设计应遵循差异化原则根据经济社会发展水平用户性质和环境要求等采用差

.,、,

异化的建设标准以资产全寿命周期成本最优为原则满足区域发展和用户用电需求

,,。

46为适应新型电力系统发展要求直流配电网宜充分考虑源网荷储友好互动满足源端新能源广泛

.,,

接入网端资源安全高效灵活配置荷端多元负荷需求以及分布式可调节资源多类聚合促进能源新业

、、,

务新业态新模式发展

、、。

5负荷预测与电力电量平衡

51负荷预测

.

511直流负荷预测应包含总负荷预测及分电压等级预测结果近期预测结果应逐年预测中期和远

..,,

期可列出规划期末预测结果

。

512直流负荷预测宜采用多种方法经综合分析后给出高中低预测方案并提出推荐方案

..,、、,。

513电动汽车储能等可参与能量管理的负荷应单独预测可采用概率建模法神经网络法蒙特卡

..、,,、、

洛模拟法等预测方法

。

514负荷预测和分布式电源预测的基础数据包括经济社会和自然气候数据历史年负荷和电量数

..、

据等

。

515负荷和分布式电源需求数据调查与采集应采用多种渠道提升负荷和分布式电源预测的准

..,

确性

。

52电力电量平衡

.

521规划水平年新增配电设施规模应以电力平衡为主要依据

..。

522电力平衡应分区分电压等级分年度进行并根据分布式电源储能直流负荷等的影响确定

..、、,、、。

电力平衡中宜考虑分布式电源储能直流负荷的运行特性合理确定其在电力平衡中的出力和负荷

、、,

系数

。

523分电压等级电力平衡应结合负荷预测结果和现有容量确定各电压等级所需新增的直流配电

..,

容量

。

524对于分布式电源比例较高的区域既要进行电力平衡计算也要进行电量平衡计算确保规划结

..,,,

果的合理性

。

6主要技术原则

61供电区域划分

.

611供电区域划分是直流配电网差异化规划设计的重要基础用于确定区域内直流配电网规划建设

..,

标准主要依据饱和负荷密度也可参考行政级别经济发达程度城市功能定位用户重要程度用电水

,,、、、、

平等因素确定

、GDP。

3

T/CEPPEA5027—2023

612直流配电网中类供电区域划分原则应符合的相关规定

..A+、A、B、C、D、EDL/T5729。

62电压等级选择

.

621直流配电系统电压等级的确定应符合简化电压等级减少变压层次优化网络结构的原则

..、、。

622直流电压等级的选择应符合的规定具体按照附录

..GB/T35727,A。

623直流配电系统电压等级的确定需要综合考虑应用范围容量供电半径电压偏差和安全性等因

..、、、

素中压层宜选取个个直流电压等级低压层可根据用户分布式电源等实际接入需求选取

。1~2,、

个个直流电压等级

1~2。

63接线方式选择

.

631直流配电网在不同应用场景推荐的接线方式有单极结构伪双极结构以及双极结构直流配电

..、,

网的典型接线方式见附录的图图

BB.1~B.3。

632双极结构可降低输电线路的绝缘要求增加供电可靠性

..,。

633双极接地系统可根据投资经济性以及实施条件采用金属回线方式或大地回线方式

..。

7网架结构

71通用要求

.

711直流配电网的网架结构宜综合考虑供电可靠性运行安全稳定性调度操作灵活性电能质量要

..、、、

求以及经济性等因素确定中低压配电网两个层级应相互匹配

,、。

712高可靠性供电区域的配电网结构应具备网络重构能力便于实现故障自动隔离

..,。

713直流配电网网架的选择应与现有直流设备的制造能力和直流配电技术发展水平相适应

..。

714同一地区的同类供电区域电网结构宜尽量统一

..。

715网架结构设计应遵循不交叉供电原则形成相对独立的供电区

..,。

716类地区的中压直流配电网应满足准则类地区的中压直流配电网宜满足

..A+、A、B、CN-1,DN-1

准则

。

72中压直流配电网网架结构

.

721中压直流配电网宜根据其负荷特点重要程度不同应用场景选择相应网架结构主干网架宜采

..、、,

用单端辐射式结构单端环式结构双端式结构多端树枝式结构多端环网式结构等典型电网结构见

、、、、。

附录的图图

CC.1~C.5。

722直流线路应根据主干线路长度和负荷分布情况进行分段并合理配置各分段负荷容量

..,。

723中压直流配电网的建设初期及过渡期可根据区域供电安全水平要求综合考虑区域负荷与分

..,,

布式电源的发展和目标网架规划情况合理选择过渡网架结构接线方式及扩展方式

,、。

73低压直流配电网网架结构

.

731低压直流配电网结构应简单安全宜采用单端辐射式结构重要低压用电设备所在配电线路可

..,,

采用单端环式双端式等结构应以换流器供电范围实行分区供电

、,。

732低压直流配电线路可根据实际情况通过换流器直流变压器合理选择接入中压交流主干线或中

..、

压直流母线

。

4

T/CEPPEA5027—2023

8供电设施

81通用要求

.

811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电能质量要求较高区域宜适当提高设备的配置标准

、。。

812各级换流器直流变压器等配电设备宜布置于户内或预制舱内

..、。

813对于有源直流配电网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

。

82站址和通道

.

821换流站应靠近直流负荷中心并尽量靠近交流配电网公共连接点

..,。

822直流线路可选用直流电缆敷设或架空线方式

..。

823直流电缆敷设通道和方式应符合的相关规定

..GB50217。

83主要设备

.

831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满足的相关

..、、、,DL/T1697

技术要求并符合下列规定

,。

用于接入直流负荷和无功率外送需求的直流配电网宜采用单向换流器用于满足有功率交换

a),

需求设备接入的换流器应采用双向换流器

。

宜选择电压源型低压直流配电网宜选择模块化三电平换流器或两电平换流器

b)(VSC),。

应用于并网点的换流器应具备检测并网点电压的功能应在电压异常时断开与交流电网的电

c),

气连接电压异常范围及其对应的断开时间响应按照的相关规定

。GB50797。

直流配电网在交流侧发生单相接地故障时换流器应具备在最大允许通过电流范围内的低压

d),

穿越能力

。

换流器的容量宜按表进行选择

e)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

/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

采用电网换相换流器技术时应进行换流母线短路电流水平校核满足换相所需最小短路容量

f),,

要求采用电压源换流器技术时必要时宜考虑换流母线短路电流水平

;,。

832直流变压器符合下列规定

..:

用于接入直流负荷和无功率外送需求的直流配电网宜采用单向直流变压器用于接入有功率

a),

交换需求的直流储能系统和直流配电网宜采用双向直流变压器

;

综合考虑设备制造能力和技术经济合理性可装设多台直流变压器并列运行

b),。

833直流配电网换流器进出线处直流母线互联处及其他需设置可靠断点处应配置断流设备断流

..、,

设备应优先选用直流断路器直流断路器应符合的相关技术要求并符合下列规定

。GB/T38328,:

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

a),、、、

5

T/CEPPEA5027—2023

开断电流与开断时间等主要参数进行选择

;

基于电压源型换流器的直流系统中直流断路器应具有快速动作功能开断时间宜小于

b)(VSC),,

5ms;

直流回路中的断路器宜配置报警辅助触点

c);

连接储能系统的直流断路器额定电流应根据储能充放电电流选择并按事故初期放电电流校

d),

验保护动作的安全性且应与直流馈线回路保护电器相配合

,。

84直流线路

.

841直流线路的选型宜综合考虑电压等级载流量电压偏差故障运行方式及供电裕度等因素确定

..、、、

导体截面

。

842直流电缆截面选择计算按照中附录的计算方法进行

..DL/T5044—2014E。

843直流电缆选择应符合的有关规定

..GB50217。

844直流线路传输容量与导线截面积宜按表进行选择

..2。

表2直流线路推荐导线截面积

电压等级推荐传输容量电缆推荐截面积2架空线推荐截面积2最大供电距离推荐值

/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本表中电缆指铜芯电缆按环境温度空气中敷设考虑

:,40℃,。

注2本表中架空