T-CPSS 1012-2025 直流配电系统电能质量及测量方法

ICS29.020CCSF20团体标准T/CPSS10122025充配电系统电能质量及测量方直流配电系统电能质量及测量方法充配电系统电能质量及测量方werqualityandmeasurementmethodsDcdistributionsystemswerqualityandmeasurementmethodsDcdistributionsystemsDcDcdistributionsystems2025-08-22发布2025-08-23实施中国电源学会发布T/CPSS10122025前言 II1范围 3术语和定义 4电能质量特征指标 24.1通则2直流电压偏差4.23偏差直流电压偏差4.23偏差34.3纹波34.3直流电压不平衡度4.4直流电压不平衡度4.4不平衡度,电压变化直流快速电压变化4.5直流快速电压变化4.5暂降、暂升与短时中断4445测量要求44测量条件4测量条件测量点设置5.24置测量点设置5.24置选择测量信号选择5.35测量信号选择5.355.45测量仪器5.455.55测量环境5.55测量环境测量指标5测量指标566测量方法5直流电压偏差偏差直流电压偏差偏差555纹波5纹波直流电压不平衡度不平衡度,电压变化暂降、直流电压不平衡度不平衡度,电压变化暂降、暂升与短时中断直流快速电压变化直流快速电压变化附录A(资料性)附录A(资料性)典型低压直流拓扑结构典型低压直流拓扑结构直流快速电压变化测量方法直流快速电压变化测量方法附录B直流快速电压变化测量方法附录B(规范性)参考文献12T/CPSS10122025前言本文件按照GB/T1.12020《标准化工作导则第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。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。本文件由中国电源学会提出并归口。本文件起草单位:国网河北省电力有限公司电力科学研究院、国网山西省电力有限公司电力科学研究院、西安爱科赛博电气股份有限公司、南京国臣直流配电科技有限公司、国网福建省电力有限公司电力科学研究院、北京电力自动化设备有限公司、联电智检(上海)检测技术有限公司、亚洲电能质量产业联盟、辽宁东科电力有限公司、国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院、西南交通大学、广东电网有限责任公司电力科学研究院、重庆大学、中国石油大学(华东)、国网上海市电力公司电力科学研究习国电力科学研究院有限公司、习国电力科学研究院有限公司、云南电网有限责任公司电力科学研公司、四川大学、台达电子企业管理上海有限公司、国网河北能源广西电网有限责任公司电力科学研究院、国网湖北省电力有限公司电力科学研究院、深圳供电局有限公也源、饥志华、冯倩、涂春鸣、郭子君、覃日升、王艳、方伟哲、本文件主要起草人:周文、李胜文、薛艳梅、张保、林焱、陈杰、刘朋、王语洁、李胜辉、董鹤楠、周福林、陶然、池源、饥志华、冯倩、涂春鸣、郭子君、也源、饥志华、冯倩、涂春鸣、郭子君、覃日升、王艳、方伟哲、程卓。程卓。T/CPSS10122025直流配电系统电能质量及测量方法本文件规定了直流配电系统电能质量特征指标及测量要求和方法。本文件适用于1500v及以下低压直流配电系统,其他电压等级直流配电系统可参照执行。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。GBGB/T13498高压直流输电术语GB,/T35727中低压直流配电电压导则T/CPSS10082021低压直流配电系统能效与电能质量综合评估方法3术语和定义GB/T134982017、GB/T357272017、T/CPSS10082021界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1直流配电系统Dcpowerdistributionsystem以直流方式实现与用户电气系统交换电能的配电系统。[来源:GB/T357272017,2.1]3.2标称电压nominalvoltage用以标志或识别直流配电系统电压的给定值。用以标志或识别直流配电系统电压的给定值。[来源:GB/T357272017,2.2,有修改]3.3直流配电系统供电点处的极对极或极对中性线电压。[来源:GB/T357272017,2.3,有修改]3.4双极直流配电系统bipolarDcsystem具有两个对中性线处于相反极性极的直流配电系统。[来源:GB/T134982017,8.8,有修改]3.5单极直流配电系统unipolarDcsystem仅有一个正极或负极的直流配电系统。[来源:GB/T134982017,8.9,有修改]3.6正极电压positivevoltage直流配电系统中正极对中性线的电压。T/CPSS101220253.7直流配电系统中负极对中性线的电压。3.8直流电压Dcvoltage大小与方向均不随时间变化的电压。3.9直流电压偏差Dcvoltagedeviation实际运行电压对直流系统标称电压的偏差相对值,用百分数表示。[来源:GB/T357272017,2.5,有修改]3.10直流电压不平衡度Dcvoltageunbalance双极直流配电系统中双极电压不相等的程度。双极直流配电系统中双极电压不相等的程度。valancedvoltage色系统中正负极电压绝对值之和的平均值。unbalancedvalancedvoltage色系统中正负极电压绝对值之和的平均值。unbalancedvoltage色系统中正负极电压绝对值之差的平均值。七的直流电压/电流的周期性或随机性交流分量,其频率范围一般过纹波系数和纹波率来表示。充中某一点的电压突然升高至某个阈值,并在短暂时间间隔后恢复一般为1.1p.u.,短暂时间间隔一般为10ms~1min。0.1p.u.~0.8p.u.,并在短暂时间10)SS10082021,3.26]寸中断Dcvoltageshortinterruption一段时间间隔内消失,其持续时间在两个规定限值之间的现象。双极直流配电系统中正负极电压绝对值之和的平均值。不平衡电压unbalancedvoltage双极直流配电系统中正负极电压绝对值之差的平均值。纹波rippleOHZ150KHZ。直流电压暂升Dcvoltageswell直流配电系统中某一点的电压突然升高至某个阈值,并在短暂时间间隔后恢复正常的现象。注暂升阈值一般为,短暂时间间隔一般为直流电压暂降Dcvoltagedipms~1min后恢复正,3.26]T/CPSS,3.26]T/CPSS直流电压短时中断Dcvoltageshortinterruption供电电压在一段时间间隔内消失,其持续时间在两个规定限值之间的现象。注:短时中断阈值一般为0.05p.u.或0.1p.u.,持续时间的下限值一般为3s,上限值一般为1min3.17快速电压变化rapidvoltagechangeRVC两个稳态条件之间发生电压快速过渡的现象,且在此期间电压不超过电压暂降/电压暂升阈值。3.18波峰系数crestfactor给定时间内直流电压波形或直流电流波形的峰值与平均值的比值。4电能质量特征指标4.1通则直流配电系统电能质量特征指标主要包括以下几个方面: 直流电压偏差; 纹波(电压、电流);2T/CPSS10122025 直流电压不平衡度(针对双极配电系统); 直流快速电压变化; 直流电压暂降、直流电压暂升、直流电压短时中断。4.2直流电压偏差式中:Δui节点i的直流电压偏差百分比;ui节点i的直流电压测量值,单位为伏特(v);UN4.3纹波敛按照公式(2)敛按照公式(2)计算,电流纹波系数按照公式(3)计算。100%100%"U.式中:电压纹波系数;电压纹波系数;UPPU,皮电压峰峰值,UPPU,皮电压峰峰值,单位为伏特(V);流电压平均值,单位为伏特(V)。 PP100% PP100%ii式中:i电流纹波系数;i电流纹波系数;PP皮电流峰峰值,单位为安培PP皮电流峰峰值,单位为安培(A流电流平均值,单位为安培(A)。II4.3.2纹波率(2)(3)4)1004)100式中:urpl纹波电压方均根值,单位为伏特(v)。yi=rpl×10o%(5)uv式中:yi电流纹波率rpl纹波电流方均根值,单位为安培(34T/CPSS101220254.4直流电压不平衡度直流电压不平衡度一般用不平衡电压和平衡电压的比值百分比表示,不平衡电压、平衡电压和直流UuUUUU22式中:UU不平衡电压值,单位为伏特(V);UP正极电压值,单位为伏特(V);un负极电压值,单位为伏特(V)。U(7)ubb电压值,单位为伏特(V)。IJbU(7)ubb电压值,单位为伏特(V)。IJbj电压不平衡度。,压变化玉变化的特征指标一般包括起始时刻、终止时刻(持续时间)、影Jss。述直流快速电压变化只限于稍定状态各件下的直流电压变化不涉及暂本各/稳定状态与直流快速电压变化阈值、滞回值有关,阈值一般为3%~5%的标的标称电压。电压变化事件可能由直流例手统引起,也可能由外部交流侧手统引起降、暂升与短时中断雪降、暂升与短时中断特征指标表征中,相关计算参照交流方式,旨标如下:王斩降特征指标包括电压暂降深度和持续时间暂降深度为直流通常用直流标称电压的百分比表示,持续时间为电压暂降起始到2式中:ub"X100%dcub式中:dc 直流电压不平衡度。4.5直流快速电压变化△usso注1:注2:0.5%3%注3:ms平均值滑动更新,其特征指标如下:的差值,通常用直流标称电压的百分比表示,持续时间为电压暂降起始到结束所2式中:ub"X100%dcub式中:dc 直流电压不平衡度。4.5直流快速电压变化△usso注1:注2:0.5%3%注3:ms平均值滑动更新,其特征指标如下:的差值,通常用直流标称电压的百分比表示,持续时间为电压暂降起始到结束所用的时间差。程中任一通道上测得的直流电压最大值,持续时间为电压暂升起始到结束所用的时间差。注1:直流电压暂降、暂升与短时中断的计算基于20ms时间段的电压平均值,每10ms更新一次得到uav(1/2)。注2:对于单极直流配电系统,取正极电压或负极电压。对于双极直流配电系统,取正极电压和负极电压。5测量要求5.1测量条件测量应在直流配电系统的正常运行方式下进行,如有分布式电源,应覆盖分布式电源的启停、功率变化等工况。5.2测量点设置测量点设置如下: 公共连接点;5T/CPSS10122025 电源(用户)的并网点; 需关注的直流配电系统内部节点。5.3测量信号选择测量应结合附录A中直流配电系统典型接线示意图,测量信号可选择正极中性线或负极中性线或正极负极。5.4测量仪器测量仪器推荐采用录波装置或直流电能质量测试专用装置,其主要技术指标要求如下:a)测量频率范围至少满足0KHZ~150KHZ;c)c)电流信号输入回路的传感器可根据实际工程技术要求进行选择,如霍尔传感器、分流器,可承受波峰系数不小于3;d)测量数据基本记录周期为20ms,每个20ms时段应是连续的,而且相邻的20ms时间间隔应无重叠;e)聚合周期可根据需要进行设置,可设置的聚合周期为:3s、1min整数等聚合周期测量数据以200ms时段基于平均值法进行无缝聚合。f)装置应具有事件波形记录功能,可还原记录时间段内的电压瞬时波形变化过程,应包括事件发生前至少100ms与事件结束后至少400ms的波形。5.5测量环境测量期间,环境条件应相对稳定,具体要求如下: 环境温度:-25℃~55C; 相对湿度:≤95%; 海拔高度:≤2000m。充电能质量测量指标应包含第5.6充电能质量测量指标应包含第6测量方法直流电压偏差测量方法如下:直流电压偏差测量方法如下:U;io6.2纹波6.2.1纹波系数纹波系数测量方法如下:平均值,最后计算得到UPP/Ipp;6.2.2纹波率纹波率测量方法如下:10122025基于200ms测量数据计算得到直流电压方均根值u或直流电流方均根值Imi,然后与直流rplrpl;U=rplU'-U2U=rpl式中urmsI'I2rpl式中平衡度P衡度测量方法如下:式(6)、公式平衡度P衡度测量方法如下:式(6)、公式(7)分别计算得到不平衡电压值U,、平衡电压值i式(8)计算得到直流电压不平衡度。,压变化玉变化测量方法按照附录B进行。降、暂升与短时中断暂降条测量方法如下:暂升6.3直流电压不平衡度直流电压不平衡度测量方法如下:dc6.4直流快速电压变化6.5.1直流电压暂降直流电压暂降测量方法如下:当uavun充配电系统v(1/2)低于暂降阈值时,电压暂降事件开始;v(1/2)等于或者高于暂降阈值与迟滞电压之和时,电压暂降结束。一般取0.02p.U.充配电系统极电压或负极电压的uav(1/2)低于暂降阈值时,6.3直流电压不平衡度直流电压不平衡度测量方法如下:dc6.4直流快速电压变化6.5.1直流电压暂降直流电压暂降测量方法如下:当uavun充配电系统v(1/2)低于暂降阈值时,电压暂降事件开始;v(1/2)等于或者高于暂降阈值与迟滞电压之和时,电压暂降结束。一般取0.02p.U.充配电系统极电压或负极电压的uav(1/2)低于暂降阈值时,电压暂降开始;等于或者高于暂降阈值与迟滞电压之和时,电压暂降结束。注当uav0.02p.u.●极电压和负极电压的uav(1/2)均等于或者高于暂降阈值与迟滞电压6.5.2直流电压暂升dc直流电压暂升测量方法如下当uavuw高于暂升阈值时,电压暂升事件开始;·当uavuw等于或者低于暂升阈值与迟滞电压之差时,电压暂升结束。6.5.3直流电压短时中断直流电压短时中断测量方法如下:当uavaa低于中断阈值时,电压短时中断事件开始;·当uavuw等于或者高于中断阈值与迟滞电压之和时,电压短时中断结束。7T/CPSS10122025结束。扑结构,又称为链式或辐射状拓扑结构。配电系统拓扑结构电系统拓扑结构图见图A.2。变变流器变流器变流器风能发电储能设备直流负载光伏发电交流负载变流器低压直流母线低压直流母线--扑结构,又称为链式或辐射状拓扑结构。配电系统拓扑结构电系统拓扑结构图见图A.2。变变流器变流器变流器风能发电储能设备直流负载光伏发电交流负载变流器低压直流母线低压直流母线--,电系统典型接线示意图色系统典型接线示意图见图A.色系统典型接线示意图见图A.4。中性线中性线保护地保护地TN接地方式(负极TN接地方式(负极·TN接地方式(正极中性线)b正极正极保护地保护地T/CPSS10122025变换器正极▲2*uy负极中性线负极标称电压uy保护地变换器正极▲标称电压U ▲ 保护地负极a)TN接地方式b)接地方式图T/CPSS10122025附录B(规范性)直流快速电压变化测量方法如图U(vg;记录最初100个10ms滑动平均值uavue,U(vg;c)每10ms更新一次100个滑动平均值avtra以及平均电压uag,且当连续100个uav(1/2)值在央速电压变化事件时,用滞回值代替快速电压变化阈值。当连续央速电压变化事件时,用滞回值代替快速电压变化阈值。当连续1c围内时,快速电压变化事件终止,系统进入新的电压稳定状态,快间以该100个uav(1/2)中第1个