IEC TS 634872026 VSC高压直流输电海上风电场并网联合调试标准立项发展报告

VSC高压直流输电海上风电场并网联合调试标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:JointCommissioningforGrid-ConnectionofOffshoreWindFarmsUsingVSCHVDCTransmission摘要随着全球能源转型加速推进，海上风电作为清洁能源的重要组成部分正迎来规模化发展的关键时期。远海风电的大规模开发对输电技术提出了更高要求，基于电压源型换流器（VSC）的高压直流输电技术因其在远距离、大容量电力输送方面的显著优势，已成为海上风电并网的主流技术方案。然而，VSC-HVDC系统与海上风电场的联合调试涉及多学科、多系统、多设备的复杂交互，缺乏统一的国际标准指导已成为制约行业健康发展的瓶颈问题。IECTS63487:2026《VSC高压直流输电海上风电场并网联合调试》正是在这一背景下由国际电工委员会（IEC）制定并发布的技术规范。本报告全面梳理了该标准的研制背景、核心技术内容、组织实施架构及推广应用前景，深入分析了标准对提升海上风电并网安全性、可靠性和经济性的重要作用，并就标准的技术要点和应用实施路径进行了系统阐述，为相关企业和从业人员理解和应用该标准提供参考。关键词：高压直流输电；电压源型换流器；海上风电场；联合调试；并网技术；国际标准Keywords:HVDCTransmission;VoltageSourceConverter;OffshoreWindFarm;JointCommissioning;GridConnectionTechnology;InternationalStandard一、引言1.1研制背景在全球应对气候变化和实现碳中和目标的宏观背景下，海上风电作为清洁、可再生的优质能源形式，受到世界各国的高度重视。根据全球风能理事会（GWEC）发布的数据，截至2025年底，全球海上风电累计装机容量已突破75GW，且呈现加速增长态势。中国、英国、德国、荷兰、丹麦等国纷纷加大海上风电开发力度，规划建设大规模远海风电基地。随着近海优质风资源逐渐开发殆尽，海上风电场的建设正加速向深远海发展，场址离岸距离不断增大，单场容量持续攀升。在输电方式选择上，当离岸距离超过70-100公里或输送容量达到数百兆瓦级时，交流输电受无功补偿、充电电流、电缆损耗等因素的严重制约，经济性和技术可行性显著下降。基于电压源型换流器的高压直流输电（VSC-HVDC，又称柔性直流输电）技术以其无换相失败风险、可独立控制有功和无功功率、可向无源网络供电、谐波特性优良、便于构建多端直流网络等技术优势，成为远海风电并网的最佳选择。然而，VSC-HVDC海上风电并网系统是一个高度复杂的系统工程，涵盖陆上换流站、海底电缆、海上换流站、海上升压站、风电机组群等多个子系统。联合调试阶段是对整个系统设计、设备制造、安装施工质量的综合检验，直接关系到风电场能否安全、可靠、高效地投入商业运行。由于VSC-HVDC技术发展历史相对较短，且海上环境条件严苛，联合调试面临诸多技术挑战，包括多层级控制保护系统联调、交直流系统交互影响验证、海上平台有限空间内的调试作业管理等。在此背景下，制定统一的国际标准以规范VSC高压直流输电海上风电场并网联合调试工作，已成为行业内各利益相关方的共同诉求。1.2标准基本信息IECTS63487:2026《VSC高压直流输电海上风电场并网联合调试》由国际电工委员会组织制定，标准状态为现行，发布日期为2026年3月12日，分类号为电气工程综合。该标准为技术规范（TechnicalSpecification,TS）类型，采用英文编制，面向全球发布实施。二、标准研制必要性分析2.1行业高速发展与标准滞后的矛盾当前，全球范围内VSC-HVDC海上风电项目已进入密集建设期。以中国为例，截至2025年底已投运及在建的柔性直流海上风电工程包括：三峡如东柔性直流海上风电项目（±400kV，输送容量1100MW）、阳江青洲柔性直流海上风电项目（±500kV，输送容量3000MW）等。欧洲方面，德国北海多个柔性直流联网工程（如BorWin、DolWin、SylWin系列）已投运多年，英国、荷兰等国的多个新项目正在推进中。然而，与此形成鲜明对比的是，VSC-HVDC海上风电并网调试的国际标准制定工作明显滞后。已有的IEC62747《高压直流输电用电压源型换流器术语》、IECTR62543《高压直流输电用电压源型换流器》、IEC60633《高压直流输电术语》等标准主要侧重于设备层面和系统设计层面的技术要求，对联合调试这一工程实施关键环节的规范化指导尚属空白。2.2联合调试的复杂性与特殊性VSC-HVDC海上风电场并网联合调试区别于常规交流变电站调试和传统直流输电工程调试，具有显著的复杂性和特殊性：（1）系统交互复杂：联合调试涉及风电机组-海上升压站-海上换流站-直流电缆-陆上换流站-交流电网的全链条联动验证，交直流系统耦合紧密，控制保护逻辑高度交织。（2）环境条件严苛：海上换流站和风电机组处于海洋环境中，受风浪流影响大，调试窗口期有限，对调试工作的组织安排和安全管理提出更高要求。（3）多主体协同困难：联合调试涉及风机制造商、换流站设备供应商、设计院、施工安装单位、业主及电网调度等多个主体，各方接口复杂，协调难度大。（4）安全风险突出：直流系统故障电流上升速度快、能量大，海上平台空间有限逃生困难，调试阶段的安全风险远高于正常运行阶段。2.3标准缺失导致的现实问题在缺乏统一标准指导的情况下，各工程项目联合调试工作多依赖经验积累和个案探索，导致以下问题反复出现：-调试项目清单不完整或冗余，关键试验项遗漏导致后期运行故障；-各设备供应商调试边界接口不清晰，出现责任盲区或重叠；-调试方法和验收准则不一致，同一类型试验在不同项目中判定标准差异较大；-调试文档格式和要求不统一，为后续运维和扩建带来不便。以上问题的存在，不仅增加了工程建设成本和进度风险，也对海上风电并网的安全可靠运行构成潜在威胁，充分论证了制定本标准的必要性和紧迫性。三、标准主要内容IECTS63487:2026在充分考虑行业现有实践和未来技术发展趋势的基础上，构建了覆盖VSC高压直流输电海上风电场并网联合调试全流程的技术规范体系。标准的主要技术内容包括以下几个核心部分：3.1调试范围与总体要求标准首先明确了联合调试的适用范围——适用于采用VSC-HVDC技术实现并网的海上风电场工程，涵盖从设备安装完成到风电场正式投入商业运行之间的全部调试活动。标准规定了调试工作的总体原则，包括：-安全性优先原则：所有调试活动须在确保人员、设备和环境安全的前提下开展，须制定完善的调试安全管理制度和应急预案；-系统性原则：联合调试须从整个系统的角度统筹规划，各子系统调试须服从系统整体调试目标；-可追溯原则：所有调试活动应形成完整的记录文件，做到可查询、可追溯、可审计；-分级实施原则：调试工作应由设备级调试、子系统调试、系统联调逐级递进，上一级调试合格后方可开展下一级调试。3.2调试组织与职责分工联合调试是一项高度复杂的系统工程，涉及发电、输电、电网运行等多个领域，需要各方密切配合。为保障调试工作的高效推进，标准在组织管理方面提出了明确要求，强调应建立以业主为主导、各参建方参与的联合调试组织机构，并清晰界定各方的职责与权限边界。标准明确了业主单位、风电机组供应商、换流站设备供应商、海缆供应商、设计单位、施工安装单位及电网调度机构等各方在联合调试中的角色定位和分工界面。同时，标准规定联合调试应设置统一的调试指挥机构，实行统一指挥、统一调度，确保调试工作的安全有序开展。3.3调试方案与计划编制调试方案和计划是联合调试工作的行动纲领。标准对调试方案的编制提出了系统性要求，规定调试方案应涵盖调试目标、调试项目、调试程序、调试方法、验收准则、安全措施、应急预案、人力机具配置和进度安排等核心要素。在进度计划方面，标准指出应充分考虑调试工作受天气和海况影响的特殊性，合理预留窗口期和缓冲时间。同时，应结合风机吊装进度、海缆敷设进度和换流站施工进度等约束条件，优化调试工序衔接，缩短整体调试工期。此外，标准特别强调多机组联合调试的策略安排，应根据风电场的容量规模和场区布局合理划分调试批次，兼顾调试效率与电网消纳能力。3.4分系统调试技术要求标准将VSC-HVDC海上风电并网系统的调试分为多个分系统调试阶段，并针对各阶段的技术要点做出了详细规定：3.4.1陆上换流站调试陆上换流站是VSC-HVDC系统的控制中枢，其调试内容涵盖换流阀组测试、联接变压器调试、交流场设备调试、直流场设备调试、控制保护系统调试、辅助系统调试及站用电系统调试等。标准重点对换流阀的触发试验、保护性触发试验、冷却系统联调等关键环节的试验方法和判定准则进行了规范。3.4.2海底电缆与直流线路调试海底电缆作为连接海上换流站和陆上换流站的关键通道，其调试质量直接影响直流系统的安全运行。标准对海缆的绝缘电阻测试、耐压试验、光纤通信测试等均做出了明确规定，同时特别强调了海缆敷设后的状态评估和潜在损伤检测要求，以及海缆故障定位系统在调试阶段的验证方法。3.4.3海上换流站及海上升压站调试海上换流站调试受平台空间和环境影响，具有鲜明的特殊性。标准对海上换流站的平台设备安装检验、换流阀及冷却系统调试、交直流配电系统调试等提出了系统化的要求。同时，标准针对海上平台的特殊性，对设备的防盐雾、防潮、防振动性能验证提出了专门的规定。海上升压站作为风电场电能汇集和升压送出的关键节点，其调试要点——包括主变压器、高压开关设备、无功补偿装置、站用电系统等——在标准中同样得到了详细规范。3.4.4风电机组及场内集电系统调试风电机组调试涉及单机调试和机组间协同调试两个层面。单机调试包括变桨系统调试、偏航系统调试、齿轮箱与发电机联调、变流器调试及机组保护功能验证等；场内集电系统调试则涵盖中压集电海缆的绝缘测试和耐压试验、开关柜保护定值校验及整定、接地系统测试等方面。标准要求风电机组须在并网前完成全部单机调试项目，确保机组状态满足并网条件。3.5系统联合调试技术要求系统联合调试是检验整个VSC-HVDC风电并网系统是否满足设计功能和性能要求的关键环节，也是标准的核心内容。该部分主要包括：3.5.1启动试验标准规定了从陆上换流站交流场受电、换流变充电、换流阀解锁、直流电压建立、直流电缆充电、海上换流站受电，直至风电场侧具备并网条件的全过程启动试验程序和步骤。每个步骤的操作条件、检查项目和判定准则均以清单形式明确列示，确保启动过程安全可控。3.5.2并网与功率传输试验标准对风电场并网后的功率传输试验进行了详细规范，包括有功功率逐步攀升试验、有功功率阶跃响应试验、无功功率调节能力试验、电压调节试验以及过负荷能力试验等。每项试验均规定了试验方法、试验条件和验收指标，为调试人员提供了明确的作业指导。3.5.3故障穿越与电网适应性试验海上风电场经VSC-HVDC并网后，须具备良好的故障穿越能力以支撑电网安全稳定运行。标准对风电机组在直流侧电压骤降、交流侧电压骤升/骤降等工况下的故障穿越行为测试提出了系统的验证要求。同时，标准还规定了并网点的电能质量测试项目和限值要求，包括谐波、间谐波、电压闪变和三相不平衡度等指标。3.5.4控制保护系统联调试验控制保护系统的联合调试是保障系统安全稳定运行的核心。标准重点对以下试验项目做出了明确规范：换流站与风电场间的快速功率闭环控制试验、频率支撑控制试验、阻尼控制试验、直流线路故障保护动作及故障电流消纳策略验证、换流站闭锁及紧急停运逻辑试验、海上换流站与陆上换流站间的保护配合试验等。3.5.5黑启动及孤岛运行试验当电网侧发生全停事故时，具备黑启动能力或孤岛运行能力的VSC-HVDC海上风电场可作为重要电源支撑电网恢复。标准对VSC-HVDC系统的黑启动能力验证方法和孤岛运行试验的步骤与条件进行了规定，要求通过实际试验验证系统在失去交流电网支撑情况下的自启动能力和稳定运行能力。四、标准实施的意义与影响4.1提升并网安全性与可靠性IECTS63487:2026通过建立规范化的联合调试流程和标准化的验收准则，使各环节调试工作的目标更加清晰、方法更加科学、判定更加统一，能够有效避免因调试项目遗漏或验收标准不明确而导致的设备隐患和系统缺陷遗留至运行阶段，从而显著提升海上风电场并网的安全水平。4.2促进工程建设效率提升该标准通过明确各参与方的职责分工和调试工作的组织流程，减少多头管理和责任真空现象；通过标准化调试项目和程序，避免重复性工作和漏项造成的工期延误，从而有效缩短海上风电工程建设周期，降低建设成本。4.3推动技术交流与产业协同该标准统一了VSC-HVDC海上风电并网调试的技术语言和工程实践，降低了不同国家和不同企业之间的技术沟通成本。标准的发布为全球范围内的技术交流提供了共同的参照框架，有利于促进技术进步和产业生态的健康发展。五、主要起草单位介绍IECTS63487:2026由国际电工委员会第115技术委员会（IECTC115，高压直流输电技术委员会）归口管理，由来自中国、德国、英国、丹麦、荷兰、瑞典等国专家共同参与制定。在标准制定过程中，中国电力科学研究院有限公司（以下简称"中国电科院"）作为核心起草单位发挥了重要的引领和支撑作用。中国电科院成立于1951年，是国家电网公司直属的科研机构，长期致力于电力系统规划、运行、控制及新能源并网领域的基础性、前瞻性和关键共性技术研究。该院是国内最早开展柔性直流输电技术研究的机构之一，主导或参与完成了多项国家级柔性直流输电示范工程的技术攻关，积累了大量VSC-HVDC系统调试运行的一手经验。在IECTS63487:2026的编制过程中，中国电科院专家团队牵头承担了标准框架设计、调试流程体系构建和关键技术指标设定等核心工作，将在国内多个柔性直流海上风电工程中积累的调试经验和最佳实践转化为国际标准条款。同时，中国电科院联合国内高校、设备制造商和发电企业共同开展关键技术研究和验证试验，为标准技术内容的科学性和可操作性提供了坚实支撑。该标准的发布，充分展示了中国在柔性直流输电和海上风电并网领域的国际领先实力和技术话语权。六、结论与展望IECTS63487:2026《VSC高压直流输电海上风电场并网联合调试》的正式发布，填补了国际范围内VSC-HVDC海上风电并网联合调试领域标准的空白，是海上风电与直流输电技术交叉领域标准化工作的重要里程碑。该标准的实施将显著提升全球范围内VSC-HVDC海上风电场联合调试工作的规范化水平，对保障海上风电并网安全和建设质量、促进产业健康可持续发展具有重要的推动作用。展望未来，随着海上风电向更大容量、更远距离、更深海域方向发展，以及多端柔性直流、直流组网等新技术的不断涌现，VSC-HVDC海上风电并网调试技术将持续面临新的挑战。标准制定工作也应与时俱进，逐步由技术规范向