2022(特)高压直流输电控制保护仿真试验规范

(特)高压直流输电控制保护仿真试验规范目 次前 言 I范围 1规范性引用文件 1术语和定义 1基本要求 2试验系统 2试验项目及要求 3试验质量控制措施 4附录A（规范性） 错误!未定义书签。IPAGEPAGE1PAGEPAGE2(特)高压直流输电控制保护仿真试验规范范围本文件规定了（特）高压直流输电工程（含柔性直流，下同）控制保护系统及设备仿真试验的基本要求、试验系统、试验项目及要求、试验质量控制措施等。本文件适用于新建或改（扩）建直流工程的控制保护仿真试验，已投运直流工程控制保护系统功能升级后的仿真试验参照执行。规范性引用文件（包括所有的修改单适用于本文件。GT/T156-2017 标准电压GB/T13498-2017 高压直流输电术语GB/T22390-2008 高压直流输电系统控制与保护设备GB/T26864-2011 电力系统继电保护产品动模试验GB/T35745-2017 柔性直流输电控制与保护设备技术要求GB/T35703-2017 柔性直流输电系统成套设计规范GB/T20994-2007 高压直流输电系统用并联电容器及交流滤波电容器GB/T37010-2018 柔性直流输电换流阀技术规范GB/T34118-2017 高压直流系统用电压源换流器术语DL/T1193-2012 柔性输电术语DL/T5234-2010 ±800kV及以下直流输电工程启动及竣工验收规程DL/T1130-2009 高压直流输电工程系统试验规程DL/T5426 ±800kV高压直流输电系统成套设计规程T/CSEE/Z0130-2019 高压直流输电系统研究用的实时仿真建模方法导则T/CSEE/Z0130-2019 高压直流输电系统研究用实时仿真建模导则IEC60633：2015 高压直流输电（HVDC）系统术语IEC619751.1-2016 高压直流(HVDC)装置.系统测试标准（Systemtestsforhigh-voltagedirectcurrent(HVDCinstallations）术语和定义GBT13498-2007界定的以及下列的术语和定义适用于本文件。3.1实时仿真器（Real-timesimulator）（FPGA）板卡等，具备多处理器、多核等多个计算单元联合并行计算能力；软件功能包括数字仿真模型求解、实时仿真过程控制、与实际物理装置数据交互过程控制等。3.2实时仿真平台（Real-timeSimulationPlatform）包括实时仿真器、接口附属装置及特定电力系统软件模型的一套软硬件装置，其仿真动态过程与实际系统动态过程的时间进程相同。3.3仿真试验（SimulationTest）以实时仿真平台为工具，对控制保护系统进行功能和性能测试的试验。3.4验证性试验（Verificationtest）对直流工程系统研究报告和控制保护规范书等文件规定的功能和定值进行有效性测试的试验。3.5预防性试验（Preventiontest）为评价控制保护系统响应特性和可靠性，针对一次系统、控制保护系统可能发生的各类N-1故障以及典型复杂故障等开展的仿真试验。基本要求仿真试验须以设计规范书、招标技术文件、投标技术文件、合同技术文件、功能规范书等文件为测试依据。试验应对控制保护功能和性能进行全面检验。控制保护系统部分设备可与现场存在差异，但应不影响控制保护功能和相关参数的验证。仿真试验应在所有功能、性能试验及试验问题整改复核完成后结束。试验系统实时仿真平台实时仿真平台应具备与外部设备的接口，以及相关的接口设备与接口模型。100μs，若模型中含有柔性直流换流阀等全控型电力电子器件，该3μs。范书，可采用同类典型参数。常规直流换流变和柔性直流联接变模型宜模拟饱和特性。性直流换流阀模型应能模拟子模块级故障。直流线路及接地极线路宜采用分布式频变参数线路模型模拟。应建立送、受端换流站所有交流滤波器、并联电容器和并联低压电抗器（如有）模型（参见GB/T20994），模型能独立控制所有小组交流滤波器、并联电容器和并联低压电抗器（如有）投切。应模拟换流变进线断路器，交流滤波器、并联电容器和并联低压电抗器（如有）断路器。统方式及短路电流水平合理设置。直流控制保护动态性能、交直流相互影响试验，应建立交流系统模型。控制保护设备余控制设备。保护设备原则上应选用与工程现场一致的设备，可根据试验需求选择是否包含多重化保护设备。测量系统配置宜保持与现场一致，确保控制链路延时特性与现场尽可能相近。监控系统宜包括监控系统服务器、监控网络接口设备、运行人员工作站等。接口及附属装置基本构成接口宜包含实时仿真平台接口、控制保护设备接口和附属装置。其中实时仿真平台接口包含模拟量接口、开关量接口、光纤接口、网络通信接口或者其他接口；控制保护设备接口包含远端模块箱体、合并单元柜及直流测量接口柜，用于接入控制保护装置以形成闭环的仿真测试环境；附属装置主要为开关模拟装置和柔性直流功率模块模拟装置。实时仿真平台接口实时仿真接口用于实时仿真平台与控制保护设备间的信息交换，分为物理接口和数字接口两种类型。物理接口物理接口是指实时仿真平台与控制保护设备间的接口形式采用电导线来传输模拟量信号或开关量信号。模拟量信号的分辨率和动态响应（如输出范围、精度等）应与控制保护设备的技术规范相一致。实时仿真器系统的接口电压电流信号范围应与控制保护设备相适应。根据输入、输出数据交互类型，实时仿真器模拟接口可分为以下四种：模拟量输入信号（AnalogInputsignal,AI）模拟量输出信号（AnalogOutputsignalAO）开关量输入信号（DigitalInputsignal,DI）开关量输出信号（DigitalOutputsignalDO）数字接口实时仿真平台与控制保护设备间的数据传输若使用数字通信，协议可采用IEC61850,Modbus等。附属装置试验系统须对所有断路器、隔离开关、接地刀闸进行模拟，其中关键断路器、隔离刀闸应在实时仿真平台中模拟，其他隔离开关、接地刀闸可采用开关模拟装置进行模拟。开关模拟装置对断路器、刀闸等控制和状态采集方式应保持与工程一致，能正确执行极控、阀组控制、直流站控和交流站控发来的分合命令，及将相关断路器、刀闸的状态正确反馈至极控、阀组控制、直流站控和交流站控。柔性直流功率模块模拟装置应能模拟柔性直流功率模块过压、通信异常等特性。试验项目及要求试验项目分类为验证性试验、预防性试验。///21个大项。5换流器区、极区、双极区、接地极线路等区域配置的保护。控制链路延时试验（柔性直流）3个大项。仿真测试内容仿真试验测试的控制保护功能，主要包括直流站控、极控制、极保护、阀组控制、阀组保护、直流线路保护、直流滤波器保护、柔直阀级控制等装置功能。仿真试验测试的控制保护性能，主要包括故障恢复特性、阶跃响应特性等。与现场回路和一次本体紧密相关的功能、性能若无法仿真验证，应在现场验证。试验项目设计（试验环境限制的除外）AA.1。预防性试验项目应能检测控制保护系统满足各环节“N-1”故障后保持可靠运行，各种交流、AA.2。试验质量控制措施启动条件试验依据文件已正式发布。试验系统已经搭建完毕并经过校核。试验方案已发布，方案中应指明试验系统搭建方案、试验项目内容、试验工作组的人员架构和分工、试验工作计划、试验质量控制要求等。控制保护程序要求控制保护程序应具有版本校验码，校验码应随程序修改而变更并唯一对应。程序修改应有详细修改记录，记录应包含问题描述、问题分析、程序修改内容等。试验报告试验报告应说明试验目的、试验步骤、试验初态和末态、典型波形、典型事件记录及试验结论。试验过程中发现的问题应附完整的问题清单，涉及整改的项目应形成专题分析材料。附录A（规范性）试验项目设计要求(特)高压直流输电控制保护仿真试验的验证性试验项目应能检测控制保护规范书规定的所有控制、保护功能和定值的有效性（受仿真试验环境限制的除外），其具体设计原则见表A.1。表A.1验证性试验项目设计要求试验项目设计要求一、直流控制试验顺序控制手动、自动控制方式下，操作均能够顺利进入相应操作状态，相关设备的操作顺序与设计规范一致，包括阀组状态、极状态、接地极状态、直流滤波器状态等，各种直流接线方式（单极金属回线、单极大地回线、双极大地回线）。交流滤波器带电检查无功控制在手动方式，运行人员发出手动投、切无功设备命令，相应设备正确投入或切除。换流变/联接变充电检查各站各阀组的换流变/否正常等。开路试验手动/自动方式下，整流站/逆变站单换流器/极开路试验直流系统一二次设备正常；不同方式下（不带线路、带线路）整流站/逆变站开路试验的分接开关档位、直流电压、触发角等正常。解锁/闭锁验证直流系统在不同接线方式下，单换流器/单极/多极能在不同控制模式下平稳无扰动解锁。验证直流系统在不同接线方式下，单换流器/单极/多极能在不同功率控制模式下平稳无扰动闭锁。3）验证若干阀组运行时某停运阀组平稳解锁，阀组解锁时直流功率能平稳传输。验证若干阀组运行时某运行阀组能平稳闭锁，阀组闭锁时直流功率能平稳转移。验证功率反送模式下阀组能够平稳无扰动解闭锁，解锁后直流功率能平稳传输。控制模式切换检查不同方式下，整流、逆变正常运行期间系统级/站级（联合/独立）、主控/换正常。Q-控制/Uac-控制切换，自动控制/手动控制切换操作正常。制等控制模式切换正常。检查不同方式下，整流、逆变正常运行期间，换流变分接头角度控制/理想空载电压（Udi0）控制、手动/自动控制切换操作正常。运行方式切换。其他控制模式切换。无功控制1）验证功率升降过程中，滤波器投切是否正确（需满足无功策略表要求，与系统交换无试验项目设计要求功不会严重越限）。验证滤波器替换是否正确。Q/U控制是否正确。验证过电压切除滤波器功能是否正确。QPC功能是否正确。验证柔直站无功定值设置功能正常。验证并联低压电抗器控制功能正常（如有）。稳态性能求范围内。验证分接头故障、开关和刀闸等状态不定义、解锁状态不定义等不影响直流运行。功率升降验证不同接线方式的组合下能手动/（手动/自动降的完成无影响。若工程有功率反转功能，需测试功率反转是否能平稳进行。阶跃响应试验验证电流阶跃、电压阶跃、功率阶跃、熄弧角阶跃（常规直流）等是否满足工程要求。交流故障试验核实交流系统发生故障后直流系统能否在规定的时间内恢复输电功率，故障后直流系统的恢复特性是否满足功能规范书要求。稳定控制功能验证直流系统不同方式下执行功率提升或者功率回降命令是否正确。验证功率限制功能能否正确将直流总功率限制到设定的限制值。验证频率控制功能是否能根据交流频率正确调整直流总功率。验证阻尼次同步振荡的功能是否符合设计规范书。大功率试验触发角（熄弧角）等的变化情况。金属/大地回线转换/金属回线转逻大地/正常切换。降压运行验证直流降压运行过程中直流电压控制、分接头控制和无功控制等是否正确。0.7p.u.降压、0.8p.u.降压和全压方式间转换及协调配合符合设计规范要求。外特性曲线试验验证直流控制外特性是否正确、合理。二、直流保护试验跳闸试验验证闭锁情况下，直流保护装置和控制装置的跳闸出口逻辑和回路的正确性。//试验项目设计要求作时序的正确性。4）验证极控、阀组控制或直流站控双系统掉电后控制保护系统动作行为是否正确。5）验证直流极保护或阀组保护系统全部掉电后控制保护系统动作行为是否正确。6）验证最后断路器跳闸功能（如有）是否正确。7）验证手动紧急停机功能是否正确。柔性直流交流连接母线区保护试验验证充电过程和直流运行过程中，该区域不同类型故障下保护能够正确动作。换流器及直流场区保护试验验证不同系统方式、不同接线方式、不同功率水平下，不同区域不同故障类型下的直流保护动作行为。直流线路保护试验验证线路故障时，线路两侧保护能否动作正确，重启时序、电压水平是否正确。对于多端直流输电线路，需验证线路保护的故障选线是否正确。直流滤波器保护试验验证直流滤波器内部故障时，直流滤波器保护是否正确动作。验证直流滤波器外部故障时，直流滤波器保护是否正确不动作。三、综合试验冗余故障验证在值班系统发生故障后，值班系统与备用系统切换正确，切换过程是否平稳。系统监视与切换（LAN网切换及闭锁逻辑等是否正确。及闭锁逻辑是否正确，系统切换过程中直流系统运行无扰动。3）验证双系统主机掉电之后，控制保护系统的动作过程及结果是否满足工程需要。验证对时系统故障是否能被正确检测并产生相应的事件告警，直流系统运行无扰动。另一套保护内部出口逻辑切换为二取二；对于采用二取一出口的保护，验证任一套保护的出口方式。（三取二运行逻辑切换为二取一；两套保护产生紧急故障并闭锁出口，保护出口逻辑切换为一取一。故障恢复后保护重新投入，另一套保护出口逻辑重新切换为三取二。7）验证插件式主机中在线更换板卡，相关值班主机的功能不受影响。（接口通信稳定性是否满足工程要求。控制链路延时试验（柔性直流）用于控制的电压信号从测量单元、极控单元、阀控单元、脉冲分配屏等全链路过程的延时测量。(特)高压直流输电控制保护仿真试验的预防性试验项目应能检测控制保护系统满足各环节“N-1”故障后保持可靠运行，各种交流、直流故障后控制响应特性正常、保护动作正确。具体项目设计原则见表A.2。表A.2预防性试验设计要求试验项目预防性试验设计要求顺序控制验证典型顺序控制手动操作异常后，相关联锁功能正确。开路试验测试存在实际故障情况下进行OLT解锁操作的情况。无功控制验证多组滤波器故障不可用情况下的限功率情况。验证各类交流故障情况，柔直站无功响应正