分布式电源孤岛运行控制规范

1、Q/GDW国家电网公司企业标准Q/GDW112722014分布式电源孤岛运行控制规范Operationandcontrolspecificationfordistributedresourceisland2014-12-20 发布国家电网公司发布2014-12-20 实施目次前言 II1范围12规范性引用文件13 术语和定义14 基本规定35 分布式电源孤岛转换控制36 有功控制与电压调节47 分布式电源孤岛系统监控48 通信59继电保护与安全自动装置510 分布式电源孤岛系统黑启动控制5编制说明7为规范分布式电源孤岛运行控制，保障分布式电源孤岛系统的安全运行，制定本标准。本标准由国家电网公司

2、国家电力调度控制中心提出并解释。本标准由国家电网公司科技部归口。本标准起草单位：中国电力科学研究院。本标准主要起草人：侯义明、季宇、于辉、苏剑、张小奇、刘海涛、吴鸣、李洋、吕志鹏本标准首次发布。马珂、分布式电源孤岛系统distributedresourceislandingsystem分布式电源孤岛运行控制规范1 范围本标准规定了分布式电源在计划性孤岛运行状态下应满足的运行控制要求，主要内容包括分布式电源孤岛转换控制、有功控制与电压调节、分布式电源孤岛系统监控、通信、继电保护与安全自动装置、分布式电源孤岛系统黑启动控制等。本标准适用于国家电网公司经营区域内以同步发电机、感应发电机、变流器等形式

3、接入35kV及以下电压等级电网的分布式电源运行控制。2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是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。GB/T12325电能质量供电电压偏差GB/T12326 电能质量电压波动和闪变GB/T14285继电保护和安全自动装置技术规程GB/T14549 电能质量公用电网谐波GB/T15543 电能质量三相电压不平衡GB/T15945电能质量电力系统频率偏差DL/T5843kV110kV电网继电保护装置运行整定规程DL/T995继电保护和电网安全自动装置检验规程Q/GDW66

4、7分布式电源接入配电网运行控制规范3 术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1孤岛islanding公共电网故障、检修或其它原因造成局部区域停电时，停电区域内电源仍保持对该区域部分负荷继供电的状态。3.2计划性孤岛intentionalislanding按预先设置的控制策略，分布式电源有计划地进入孤岛状态。3.3由分布式电源、就地负荷及相关保护、监视及控制装置构成的在计划孤岛运行状态下形成的独立于公共电网运行的自治系统。3.4分布式电源孤岛系统并网点pointofinterconnectionwithdistributedresourceislandingsystem分布式电源孤岛系统与公

5、共电网的电气连接点。3.5不停电切换方式non-blackoutswitching分布式电源孤岛系统内负荷不停电条件下进行的并离网转换操作。3.6停电切换方式blackoutswitching切除负荷且分布式电源孤岛系统内部分布式电源退出运行后，分布式电源孤岛系统进行的并离网转换操作。3.7管控层manageandcontrollevel分布式电源孤岛系统监控和管理中心，实现分布式电源、负荷及孤岛系统并网点的数据采集与监控、频率/有功功率控制、电压/无功调节、保护与并离网转换控制等功能。3.8电源监控单元powermonitoringunit对分布式电源孤岛系统内电源运行状态进行监测和控制的终

6、端设备。3.9负荷监控单元loadmonitoringunit对分布式电源孤岛系统内负荷集合进行监测和控制的终端设备，负荷集合可根据负荷位置、类型及重要等级进行划分，单个集合可以是一个或多个负荷。注：按位置分组的负荷单元还应对单元内负荷按类型和重要等级进行分级控制。3. 10并网,点监控单元monitoringunitforpointofinterconnection对分布式电源孤岛系统并网点运行状态进行监测和控制的终端设备。4. 11分布式电源孤岛系统黑启动blackstartofislandingsystem分布式电源孤岛系统在无电情况下，通过内部具有自启动能力分布式电源的启动，带动无自启

7、动能力的电源，逐渐扩大供电范围，最终实现分布式电源孤岛系统正常运行。4 基本规定5. 1 分布式电源孤岛系统仅可以对界定的范围供电，220/380V 低压分布式电源孤岛系统不能跨台区供电。4.2 分布式电源孤岛系统宜通过一个电气连接点与电网连接，且在该电气连接点进行计划性并离网转换；当存在一个以上电气连接点时，应具有相应闭锁和切换机制。4. 3 分布式电源孤岛系统与电网的电气连接点应安装可闭锁、具有接地功能、有明显断开点的开断设备，具备开断故障电流的能力，能够就地或远方操作。4.4公共电网故障、检修或其它原因造成供电中断时，分布式电源可按照预先设置的并离网控制策略转入计划性孤岛运行状态。4.5

8、计划性孤岛运行状态下，分布式电源孤岛系统应依据计划性孤岛运行方案和措施维持孤岛安全稳定运行。4.6分布式电源孤岛系统应配置监控系统，对孤岛系统内各主要元件进行监视、测量、控制，并宜具备遥测、遥信、遥调、遥控等远动功能。4.7 接入 10(6)kV35kV 电网的分布式电源孤岛系统，其通信和自动化设备的备用电源应保证能够至少运行 2 小时。4.8 分布式电源孤岛系统并网运行时，其中性点接地方式应与所接入的公共电网一致，保护配置应与中性点接地方式相适应。4.9 分布式电源孤岛系统内应至少包含一个具备电压、频率调节能力的分布式电源，其调节能力和响应速度应满足孤岛运行基本要求；具有黑启动能力时，应至少

9、包含一个具有自启动能力的电源。4.10 分布式电源计划性孤岛运行时，孤岛系统内负荷监测点的电压偏差、电压波动、闪变、谐波、三相电压不平衡及频率偏差应符合 GB/T12325、GB/T12326、GB/T14549、GB/T15543、GB/T15945 的相关规定。5 分布式电源孤岛转换控制 5.1 离网转换控制5.1.1 分布式电源孤岛系统应按照预先设置的控制策略进行离网转换。5.1. 2 分布式电源孤岛系统由并网转入离网模式时，宜采用不停电转换方式，也可采用停电转换方式。5.2 并网转换控制5.2. 1 在公共电网恢复供电后，接入 220/380V 配电网的分布式电源孤岛系统，延时 20s

10、 后方可恢复并网；接入 10(6)kV35kV 配电网的分布式电源孤岛系统，应得到当地电网运行管理部门的允许后方能重新接入电网。5.2. 2 分布式电源孤岛系统由离网转入并网模式时，宜采用不停电转换方式，也可采用停电转换方式。5.2. 3 停电转换方式下，中断负荷供电后，分布式电源孤岛系统再并入电网；并网完成后，逐步恢复孤岛系统内负荷的供电。6 有功控制与电压调节6.1 分布式电源孤岛系统应通过调节系统内各个电源功率输出及投切负荷实现功率平衡。6. 2 在负荷及分布式电源出力波动情况下，分布式电源孤岛系统应能保持稳定；分布式电源孤岛系统内电源有功输出应留有裕度，保证对孤岛系统内有功波动具有一定

11、的调节能力。6.3 分布式电源孤岛系统可通过调节系统内各个电源或无功补偿装置的无功输出实现电压控制，同时应提供足够的无功备用容量，具体量值由分布式能源情况及负荷运行特性等因素决定。6. 4 在保证功率平衡的条件下，分布式电源孤岛系统内宜最大利用可再生能源发电，并根据负荷需求适当控制其它类型电源出力。7. 5 分布式电源孤岛系统并网后，分布式电源运行控制应满足 Q/GDW667 相关要求。7 分布式电源孤岛系统监控8. 1 监控系统宜由管控层、电源监控单元、负荷监控单元、并网点监控单元和网络设备等构成，并采用分层、分布、开放式网络系统实现连接，系统体系结构如图 1 所示：图 1 分布式电源孤岛系

12、统监控系统体系结构图7.2 监控系统设备宜按总体建设规模配置，并考虑后期发展留有一定扩展裕度。7.3 监控系统通信网络宜采用以太网连接，应具备与配电自动化、用电信息采集等系统进行数据交换的接口。7. 4 分布式电源孤岛系统管控层的信息安全防护应满足电力二次系统安全防护规定的要求。7. 5 监控系统宜设置时钟同步系统并具有同步脉冲接口和数字接口。7.6 电源监控单元应实时监测各电源发电量、电源输出电压、电流、有功、无功、电能质量、开关状态等信息，风力、光伏发电还需监测相关环境参数信息，储能装置需监测储能系统状态信息；与管控层配合完成装置运行状态的控制和切换，并通过软件硬件保护保障电源设备安全运行

13、。7. 7 负荷监控单元应实时监测负荷用电量、电压、电流、有功、无功、电能质量、开关状态等信息；与管控层配合对负荷按类型和重要等级进行管理及控制，并通过软件硬件保护快速切除负荷侧故障。7.8并网点监控单元应实时监测分布式电源孤岛系统并网点电压、电流、频率、有功、无功、电能质量、开关状态等信息，可根据并离网转换策略，与管控层共同完成并离网安全操作，并具备并网点的保护功能。7.9管控层应通过监控单元进行数据采集、数据处理、遥控、有功功率控制、无功功率控制，并具有人机交互、报警、对时等基本功能；依据系统需求可扩展通信网络监视、系统网络管理、事件处理、数据统计分析及协调控制，以及与配电自动化、用电信息

14、采集等相关应用系统进行信息交互的功能。47. 10 在计划性孤岛运行状态下，接入 10(6)kV35kV 电网的分布式电源孤岛系统仍应实时向当地电网调度部门上传孤岛系统运行工况信息。8 通信8. 1 分布式电源孤岛系统通信应满足监控、管理、保护、通话等业务对通道及通信速率的要求，并预留与配电网监控系统通信接口，同时宜具有可扩展性。8.2 由多种类型电源和负荷组成的分布式电源孤岛系统，可采用分层的通信结构，但不宜超过 3 层。8. 3 分布式电源孤岛系统与公共电网的通信方式可采用光纤专网、光纤公网、电力线载波、无线专网和无线公网。8.4 接入 10(6)kV35kV 电网的分布式电源孤岛系统，其

15、通信通道的误码率应优于 1*10-5,平均无故障时间应大于等于 26000ho9 继电保护与安全自动装置9. 1 分布式电源孤岛系统的涉网保护和安全自动装置，应与其所接入公共电网的保护和安全自动装置相配合；分布式电源孤岛系统内部的继电保护与安全自动装置应合理配置，并能满足并网运行和孤岛运行要求。9.8分布式电源孤岛系统的安全自动装置，应以系统安全稳定计算分析结果为基础，依据孤岛系统电网结构、运行特点、用户可靠性要求等条件合理配置，其技术条件应满足 GB/T14285 的要求。9.9继电保护运行整定计算应根据分布式电源孤岛系统结构，按 DL/T584 的规定执行；当灵敏性与选择性难以兼顾时，应首

16、先考虑以满足灵敏度为主，防止保护拒动。9.10 分布式电源孤岛系统的保护与自动装置应按照 DL/T995 进行整定值校验。9.5 当分布式电源孤岛系统运行方式调整使系统故障特性发生较大改变时，继电保护及安全自动装置应重新进行整定。9.6 分布式电源孤岛系统的保护和安全自动装置在并离网转换时应能正确动作。10 分布式电源孤岛系统黑启动控制10.1分布式电源孤岛系统应根据孤岛内电源配置，优先选择具备自启动能力的分布式电源作为黑启动电源，并预先制定黑启动方案。10.2黑启动方案中应包括启动过程中的风险管控和应急措施，其保护、监控、通信、开关及安全自动装置均应满足电源启动和孤岛系统逐步转入正常运行的要

17、求。10.3分布式电源孤岛系统在黑启动过程中应保持频率和电压稳定以及有功、无功功率平衡，按照黑启动方案投退、调整继电保护和安全自动装置。10.4分布式电源孤岛系统黑启动过程：a)断开分布式电源孤岛系统内的全部负荷；b)根据黑启动电源的特性和运行方式完成黑启动电源的启动；c)黑启动电源启动成功后，合理投入继电保护和安全自动装置；d)根据当前系统发电容量、系统功率平衡约束和潮流约束，投入适量的负荷；e)根据系统的潮流约束和稳定约束，投入系统内其他分布式电源，逐步扩大供电范围，使孤岛系统转入正常运行。分布式电源孤岛运行控制规范编制说明1 编制背景 92 编制主要原则 93 与其它法规标准的关系 94

18、主要工作过程 95标准结构和内容 96条文说明 101 编制背景本标准依据关于下达 2013 年度公司技术标准制修订计划的通知（国家电网科201350 号文）的要求编写。分布式发电技术是缓解能源危机及环境治理压力的有效手段，在国内外受到广泛关注，整体发展态势良好，但基于公共电网运行检修的安全性考虑，目前国内外相关标准中均明确要求分布式电源并网点电压、频率异常时需在规定时间内退出运行。上述规定在保障公共点电网安全运行的同时，客观上忽略了分布式电源计划孤岛运行能力，降低了分布式能源的综合利用效率。因此，应针对具备安全离网运行能力的分布式电源及就地负荷构成的分布式电源孤岛系统，从标准层面对其运行控制

19、方式进行规范，保证离网运行时孤岛系统的安全稳定性，实现分布式能源的高效应用。2 编制主要原则本标准编制的原则是遵守现有相关法律、条例、标准和导则等，兼顾电网运行和分布式电源发展的要求。与本系列标准相关的国家法律法规包括：中华人民共和国可再生能源法（修订）必中华人民共和国电力法、电网调度管理条例和供用电营业规则等。标准的编制秉持促进分布式电源科学、有序发展的目标，结合全面服务于分布式电源的工作要求，为充分发挥分布式电源积极作用，提供技术支持。3 与其他标准文件的关系本标准编制过程中参考了现有IEEE关于分布式电源孤岛系统运行控制，以及我国电力行业分布式电源接入的相关标准规范，主要有IEEE154

20、7.4-2011分布式孤岛电力系统的设计、操作和集成指南草案、DL/T1040电网运行准则、DL/T721配电自动化系统远方终端和DL/T814配电自动化系统功能规范。本标准与分布式电源接入电网技术规定、分布式电源接入配电网运行控制规范和分布式电源接入配电网测试技术规范、分布式电源接入配电网监控系统功能规范等标准共同作为分布式电源接入电网系列标准。4 主要工作过程2013 年 2 月，按照国家电网公司下达的 2013 年技术标准制修订计划（国家电网科201350 号）的安排，确立标准编制工作的总体目标，确定参编单位及人员，成立编制工作小组。工作小组调研了国内分布式电源的基本情况，在此基础上开展

21、编制工作。2013 年 8 月，工作组完成了标准初稿的编写，并在北京召开了标准的初稿审查会，专家组对标准的各章节条款进行了认真审查，提出了审查意见。2014 年 4 月，工作组结合专家组关于初稿讨论的审查意见及公司分布式电源相关最新管理规定，工作组对标准进行了修改完善，完成征求意见稿编写，并采用会审形式邀请公司范围内专家对标准进行评审。2014 年 5 月，工作组针对征求意见稿评审意见对标准进行了讨论和修改完善，形成了本标准的送审稿，并在北京召开送审稿评审会，审查结论为：专家组一致同意分布式电源孤岛运行控制规范送审稿通过审查，同意编制组按专家审查意见修改完善后形成报批稿上报。5 标准结构和内容

22、本标准分 8 章：第 1 章“范围”，规定了本标准的主要内容和适用范围。第 2 章“规范性引用文件”，列出了本标准所引用的标准、导则、规范、规程和有关文件。第 3 章“术语和定义”，对本标准采用的、但未在引用标准中定义的主要术语进行了定义。第 4 章“基本规定”规定了分布式电源孤岛运行模式下并离网转换、有功控制与电压调节、孤岛系统监控、通信、保护配置、黑启动等方面的基本运行控制原则和要求。第 5 章“分布式电源孤岛转换控制”明确了分布式电源孤岛系统并离网转换的控制原则和方法。第 6 章“有功控制与电压调节”规定了孤岛运行条件下的电源及负荷控制原则，并对并网完成后的运行控制原则进行了补充说明。第

23、 7 章“分布式电源孤岛系统监控”规定了分布式电源孤岛系统监控的基本功能要求，系统架构及各单元的功能要求。第 8 章“通信”规定了分布式电源孤岛系统通信连接方式、通信可靠性要求及接入电力通信网的方式。第 9 章“继电保护与安全自动装置”规定了保护定值整定、更新及安全自动装置配置的基本原则。第 10 章“分布式电源孤岛系统黑启动控制”规定了分布式电源孤岛系统黑启动过程中电源配置、安全管控措施，并对典型黑启动过程进行了规范。6 条文说明本标准第 1 章，明确适用于计划孤岛运行状态下以同步发电机、感应发电机、变流器等形式接入35kV 及以下电压等级电网的分布式电源，既强调了计划孤岛的特定运行状态，又

24、避免了按分布式电源能源种类进行分类的复杂情况。本标准第 3.3 条，明确了“分布式电源孤岛系统”是指由分布式电源、就地负荷及相关保护、监视及控制装置构成的在计划孤岛运行状态下形成的独立于公共电网运行的自治系统。为保证系统的离网运行能力，系统内须至少包含一个电压、频率可调的分布式电源，作为孤岛系统电压支撑电源。本标准第 3.4 条，明确了“分布式电源孤岛系统并网点”为孤岛系统与外部电网进行并离网切换电气连接点，当孤岛系统与电网存在多个电气连接点时，应具有相应闭锁和切换机制，保证该并网点的唯一性。本标准第 4 章中“基本规定”，规范了分布式电源孤岛系统所涉及的运行控制、继电保护、监控与通信、黑启动控制等方面的基本原则及要求。本标准第 5.2.1 条，规定了分布式电源孤岛系统重新并网的电气条件，明确了接入不同电压等级孤岛系统重新并网所应遵循的相应管理要求，该要求与 Q/GDW667分布式电源接入配电网运行控制规范相关要求保持一致。本标准第 5.2.4 条，明确了分布式电源孤岛系统停电切换方式下重新并网的具体步骤，强调了孤岛系