直流输电系统机电暂态仿真建模技术导则 编制说明

国家标准《直流输电系统机电暂态仿真建模技术导则》
（征求意见稿）
编制说明
一、工作简况
1、任务来源
当前，我国电力系统已形成特高压交直流远距离、大容量输送的复杂格局，为保障电网的安全、稳定、经济运行，需要进行大量的全面的试验研究。

由于电网运行不可中断，现场试验成本高、周期长、危险性大，电网的发展建设、运行控制和安全防御策略制定等都不可能在实际电网中进行破坏性试验验证，必须通过仿真模拟这一有效试验手段，为电网规划设计、设备研制、基础建设、调度运行等提供可靠依据。

因此，亟需建立一系列电力系统元件建模及仿真相关的国家标准，以提升特高压交直流电网仿真分析的准确性、规范性和效率。

其中，在适用于大规模交直流电网仿真的直流输电系统建模与参数实测方面，目前不同厂家、不同直流工程等均存在较大程度的差异，缺乏统一的一次和二次设备建模导则，降低了直流输电仿真的准确性和可信度，影响了电网规划方案和安全运行分析结论；而且不利于设备制造厂家集中力量形成优势产业以及产品的升级换代，制约了我国特高压交直流电网的建设和运行。

此外，由于缺乏国家标准支撑，在一定程度上阻碍了我国直流输电技术和产品、电网仿真咨询及试验检测业务等的国际输出。

2018年，该标准申请获得立项，标准计划号为20184619-T-524。

该标准为首次编制。

2、主要工作过程
a) 2017年7月，成立标准工作组。

b) 2017年8月～2017年11月，各单位总结以往工作经验，充分调研及收资。

c) 2017年12月～2018年6月，工作组经过充分论证，修改国标立项申报材料，顺利完成国家标准申报平台资料的填报、初审工作，并完成国家标准化管理委员会国家标准技术审评中心的立项评估答辩。

d) 2018年7月，召开国家标准启动会，各单位相关起草组人员参加了会议，经过充分讨论，明确了后续的工作安排和任务分工；同月，召开配套项目督导会，与会专家对前期调研的深度和广度、标准编写的科学性和严谨性、各相关标准之间关系的进一步梳理等方面提出了重要的、有建设性的意见。

e) 2018年10月，中国电科院技术人员与许继集团相关技术人员召开技术讨论会，针对选择型直流输电及其控制系统模型进行了深入的交流，为在标准大纲中增加该技术路线的直流模型提供了重要的指导和依据。

f) 2019年1月，工作组在南方电网有限责任公司召开第一次工作会议，各单位相关起草组人员参加了会议，就标准草案内容、后续工作安排、会议计划、任务分工等进行了充分讨论，对标准的具体内容提出了大量的修改和完善意见。

g) 2019年2月～3月，工作组依据第一次工作会议讨论形成的修改意见，对标准草案内容进行了修改完善，形成第一版征求意见稿。

h）2019年3月，开展了第一次广泛征求意见，各有关单位及专家、各委员针对第一版征求意见稿给出了相应修改意见和建议的反馈表。

i）2019年5月，工作组在南方电网有限责任公司召开第二次技术讨论会，各单位相关起草组人员参加了会议。

会议听取了标准起草组的汇报，并依据第一版征求意见稿的意见反馈表，修改了相关内容；同时，与会人员进一步讨论了标准各项条款的内容细节。

j）2019年12月，工作组在北京市召开第三次技术讨论会，各单位相关起草组人员参加了会议。

会议听取了标准起草组的汇报，并就标准第二次征求意见稿内容及后续工作安排进行了充分讨论，达成一致意见。

会后，各单位按照讨论意见，分工开展完善工作，最终汇总整理形成第二版征求意见稿。

二、标准编制原则和确定主要内容的论据及解决的主要问题
1、编制原则
a)遵循标准化编制的“四性”要求：技术上的先进性和科学性、与国家法律
法规和相关标准的协调性、标准发布实施上的可操作性。

b)贯彻执行国家的有关法律、法规和方针、政策，研究现行相关标准，密
切结合直流输电技术特点和机电暂态仿真建模要求，做到技术先进、科
学合理，并与我国交直流输电技术发展相适应，能够及时反映建模与仿真的研究和应用成果。

c)充分考虑编制本标准的目的和必要性，总结近年来国内直流输电及其控
制系统建模仿真的实践经验和研究成果，加强调研，借鉴国内外成熟、先进的技术和方法，充分继承，合理改进，积极、谨慎、稳妥地采用新技术、新方法、新模型，保持本标准的先进性。

d)贯彻执行《中华人民共和国标准化法》等法律、规定，做到格式规范，
逻辑严谨，结构清晰。

e)充分发扬民主，与有关方面协商一致，共同确认；做好与现行相关标准
之间的协调，避免重复或矛盾。

f)标准的编写符合统一的规定，按GB/T 1.1-2009“标准化工作导则第1
部分：标准化的结构和编写规则”进行编写，内容编排上符合先共性、后个性的原则，做到内容完整、具体，用词简明，规定明确，不模棱两可。

g)工作分工协作、落实责任，即严格控制进度计划、又确保质量。

2、主要内容
本标准规定了电力系统机电暂态仿真分析计算用的直流输电系统数学模型的建立方法。

本标准适用于±220kV及以上电压等级每站一个极由单个或两个12脉动换流器串联结构的直流输电系统建模，其它电压等级和不同主回路结构的直流输电系统可参照执行。

本标准按照GB/T1.1-2009的规则起草，并主要包含以下内容：
a）范围；
b）规范性引用文件；
c）术语和定义；
d）总则；
e）对直流输电设备的要求；
f）资料和数据的准备；
g）直流输电系统的标么值；
h）直流输电系统机电暂态模型；
i）直流输电系统机电暂态模型参数校核；
j）直流输电系统建模报告。

三、主要试验[或验证]情况分析
本标准是在深入研究常规高压直流输电相关标准及国家、行业相关政策的基础上，经过充分调研国内外直流输电术语及近几年直流输电工程建设、调试、运行和建模仿真等方面的经验与研究成果，并广泛听取专家意见和建议后形成的。

国内主流的直流输电系统根据控制系统结构可分为两类：一是基于ABB公司的限幅型控制系统（现为南瑞厂家的技术路线），例如：天中、灵绍等直流工程；二是基于SIEMENS公司的选择型控制系统（现为许继厂家的技术路线），例如：宾金、晋南等直流工程。

两类系统虽然功能相似，但是由于技术路线差异，控制特性不同，这种差异在交流电网大扰动下对电网安全稳定计算有明显影响。

因而，标准的内容编制主要是针对上述两类技术路线的直流输电控制保护系统仿真建模方面进行规范。

充分调研近几年国家电网和南方电网投运的直流输电工程，包含限幅型直流输电控制系统和选择型直流输电控制系统，并与南瑞集团、许继集团等直流控保厂家和国调中心、南网调度及科研院等科研机构进行深入的技术交流，开展相应的仿真建模工作。

建模以深入直流控制保护内部机理、逻辑，建立与直流工程实际特性一致的模型为目标和原则。

考虑到实际工程控制保护的复杂性，且所建模型需要应用于电力系统的机电暂态仿真，因此根据机电暂态仿真的特点，主要针对工程极控系统中对直流暂态特性有重要影响的功能、模块进行建模。

建模的过程，就是在充分研究厂家极控逻辑的基础上对其进行简化，简化的基本原则是确保所建模型的主要特性与直流工程的实际控制保护特性保持一致。

四、知识产权情况说明
本标准不涉及专利。

五、产业化情况、推广应用论证和预期达到的经济效果
无。

六、采用国际标准和国外先进标准情况
本标准主要参考依据：
a）GB/T 13498-2017 高压直流输电术语
b）GB/T 25843-2017 ±800kV特高压直流输电控制与保护设备技术要求
c）GB/T 22390.1-2008 高压直流输电系统控制与保护设备第1部分：运行人员控制系统
d）GB/T 22390.2-2008 高压直流输电系统控制与保护设备第2部分：交直流系统站控设备
e）GB/T 22390.3-2008 高压直流输电系统控制与保护设备第3部分：直流系统极控设备
f）GB/T 22390.4-2008 高压直流输电系统控制与保护设备第4部分：直流系统保护设备
g）GB/T 35692-2017 高压直流输电工程系统规划导则
h）GB 38755-2019 电力系统安全稳定导则
i）GB/Z 20996.1-2007 高压直流系统的性能第1部分：稳态
j）GB/Z 20996.2-2007 高压直流系统的性能第2部分：故障和操作
k）GB/Z 20996.3-2007 高压直流系统的性能第3部分：动态
l）DL/T 1130-2009 高压直流输电工程系统试验规程
m）DL/T 277-2012 高压直流输电系统控制保护整定技术规程
n）DL/T 5426-2009 ±800kV高压直流输电系统成套设计规程
o）DL/T 1131-2009 ±800kV高压直流输电工程系统试验规程
七、与现行相关法律、法规、规章及相关标准的协调性
没有与有关的现行法律、法规和强制性标准发生相互联系，与有关的现行法律、法规和强制性标准是协调一致的。

八、重大分歧意见的处理经过和依据
无
九、标准性质的建议
建议本标准作为推荐性国家标准发布实施。

十、贯彻标准的要求和措施建议
无
十一、替代或废止现行相关标准的建议
无。

十二、其它应予说明的事项（如标准名称与计划下达名称不一致，请说明）无。

国家标准《直流输电系统机电暂态仿真建模技术导则》编制工作组
2020.5.25。