GB_T 30553-2023 基于电压源换流器的高压直流输电.docx

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1、ICS29.200;29.240.99CCSK46OB中华人民共和国家标准GB/T305532023/IECTR62543:2022代替GB/T305532014基于电压源换流器的高压直流输电High-voltagedirectcurrent(HVDC)powertransmissionusingvoltagesourcedConverters(VSC)2O2311.27发布(IECTR62543:2022,IDT)2024-06-01实施国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会前言III1范围12规范性引用文件13术语和定义11.1 概述11.2 符号21.3 电压源换流器输电31.4 功率

2、损耗34 VSC输电概论44.1 VSC输电基本运行原理44.2 设计寿命84.3 VSC输电系统结构84.4 VSC输电用半导体器件115 VSC输电换流器拓扑结构135.1 通则135.2 “开关”型VSC阀的换流器拓扑结构135.3 “可控电压源”型VSC阀的换流器拓扑结构165.4 VSC阀设计要点195.5 换流器的其他拓扑结构215.6 VSC输电的其他设备216 VSC控制概论256.1 概述256.2 控制模式和控制方式266.3 功率传输276.4 无功功率控制和交流电压控制286.5 黑启动能力296.6 风电场接入297 稳态运行297.1 稳态性能297.2 换流器功率

3、损耗308 动态性能318.1 交流系统扰动318.2 直流系统扰动318.3 内部故障329 HVDC性能要求329.1 谐波性能329.2 波形畸变339.3 基波频率和谐波339.4 VSC运行在电力系统中产生的谐波电压349.5 谐波滤波器（交流侧）的设计要点349.6 直流侧滤波3510 环境影响3510.1 概述3510.2 可听噪声3510.3 电磁场（EMF）3510.4 电磁兼容（EMC）3511试验和调试3611.1 概述3611.2 出厂试验3611.3 调试试验/系统试验37附录A（资料性）VSC输电系统的功能规范42A.1概述42A.2买方和制造商的资料要求42附录B

4、（资料性）两电平换流器的调制策略498.1 载波脉宽调制498.2 选择性消谐调制50参考文献51本文件按照GBT1.12020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。本文件代替GB/T30553-2014基于电压源换流器的高压直流输电，与GB/T30553-2014相比，除结构调整和编辑性改动外，主要技术变化如下：一一增加了“模块化多电平换流器和级联两电平换流器”（见第1章）；针对术语和定义需要，增加了引用标准IEC62747和IEC62501（见第3章）；更改了第3章中“概述”的内容（见3.1,2014年版的3.1）;一删除了术语“VSC换流站”“联接变压器”“相电抗

5、器”“交流系统侧谐波滤波器”“高频阻塞滤波器”“共模抑制电抗器”“直流谐波滤波器”和“直流电抗器”以及“功率半导体”“VSC拓扑结构”“运行状态”和“绝缘配合”类术语（见201弊版的3.5.1-3.5,3、3.5.5、3.5.7和3.5.9-3.5.1k3.3、3.4、3.6和3.10）;-将术语“阀侧谐波滤波器”更改为“换流器侧高频滤波器”，术语的英文对应词“standby”更改为no-loadoperating、“noloadOPerating”更改为“idling”（见3.3.3、3.4.2和3.4.3,2014年版的3.5.8、3.H.2和3.11.3）;-增加了有功功率和无功功率计算

6、公式，将“无功功率控制的原理如图4所示”更改为“当有功功率P=O时，无功功率控制的原理如图4所示”（见4.1.2.2和4.1.2.3,2014年版的4.1.2.2和4.1.2.3）;一更改了图7、图8、图9和图10（见4.3.3.3、4.3.4和4.3.5,2014年版的4.3.3.3、4.3.4和4.3.5）;更改了“双极接线方式”的内容（见4.3.4,2014年版的4.3.4）;一一更改了“VSC输电用半导体器件”的内容（见4.4,2014年版的4.4）;一更改了图13和图15,以及将“中性点电压是直流电容器中点处的电压”更改为“中性点电压是换流器两直流端的平均电压”（见5.2.3.1和5

7、.2.3.2,2014年版的5.2.3.1和5.2.3.2）;将“阀电压是这些VSC阀级电压之和”更改为“阀电压为处于激活状态的子模块的电容器电压之和（即电容器电压被施加到VSC阀级的主端子）”，增加了VSC阀级采用的第三种拓扑结构（见5.3.1,201弊版的5.3.1）;一更改了图18、图19、图20,以及基于全桥VSC阀级的MMC拓扑结构的适用范围（见5.3.2和5.3.3,2014年版的5.3.2和5.3.3）;一增加了“基于半桥VSC子单元的CT1.拓扑结构”和“基于全桥VSe子单元的CT1.拓扑结构”相关内容（见5.3.4和5.3.5）;更改了VSC阀额定电流、暂态电流和电压设计要点

8、（见5.4.2和5.4.3,2014年版的5.4.2和5.4.3）;将“开关设备”更改为“可关断半导体器件”，更改了具有“可控电压源”型VSC阀的换流器设计要点（见5.4.5,2014年版的5.4.5）;增加了子单元直流电容器以及阀电抗器的作用和布置位置（见5.6.1和5.6.7）;一一更改了VSC换流站断路器的配置，以及联接变压器和相电抗器设计要求（见5.6.3和5.6.6,2014年版的5.6.3和5.6.6）;更改了子模块电容器电压平衡控制的内容（见5.6.8.2.5,2014年版的5.6.8.2.5）删除了“共模抑制电抗器”相关内容（见2014年版的5.6.10）;一增加了“动态消能系

9、统”相关内容（见5.6.12）;将“直流侧斩波电路”更改为“动态消能系统”（见6.6,2014年版的6.6）;更改了谐波性能相关内容（见9.1,2014年版的9.1）;一删除了图29的说明、图30及其说明（见2014年版的9.3.1）;更改了特定谐波调制相关内容，并移至附录B（见附录B,2014年版的9.3.2）.本文件等同采用IECTR62543:2022基于电压源换流器的高压直流输电文件类型由IEC的技术报告调整为我国的国家标准。本文件做了下列最小限度的编辑性改动：为便于使用，在“范围”章中增加了“注”观第1章）；为便于使用，在图4、图26、图27和图28中增加了标引序号说明（见图4、图2

10、6、图27和图28）;将图3中的角度的文字符号“”更正为“8”（见4.1.2.2）:将直流电容器电压的文字符号“Ua”更正为“U”（见4.1.3）。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。本文件由中国电器工业协会提出。本文件由全国电力电子系统和设备标准化技术委员会（SAC/TC60）归口。本文件起草单位：国网智能电网研究院有限公司、北京怀柔实验室、西安高压电器研究院股份有限公司、南方电网科学研究院有限责任公司、西安电力电子技术研究所有限公司、西安西电电力系统有限公司、中国南方电网有限责任公司超高压输电公司、国网福建省电力有限公司电力科学研究院、西安西电避雷器有

11、限责任公司、国网浙江省电力有限公司电力科学研究院、南京南瑞继保电气有限公司、清华大学、北京交通大学、许继集团有限公司、国网江苏省电力有限公司电力科学研究院、浙江大学、国网安徽省电力有限公司电力科学研究院、中电普瑞电力工程有限公司、云南电网有限责任公司电力科学研究院。本文件主要起草人：庞辉、许韦华、许帆、傅闯、杨晓辉、蔚红旗、王磊、宋志顺、李强、陈名、周会高、晁武杰、杨柳、张择宁、巩少岩、陆晶晶、何计谋、董云龙、宋强、陈晓鹏、韩坤、徐阳、陈忠、彭茂兰、黄超、魏伟、胡治龙、i午烽、张哲任、栾洪洲、李胜男、王新颖、李媛、焦石、董添华、熊岩。本文件于2014年首次发布，本次为第一次修订。基于电压源换流

12、器的高压直流输电1范围本文件给出了高压直流输电用电压源换流器(VSC)的通用导则。本文件所描述的换流器不仅是电压源型(包含直流电压极性保持不变的容性储能介质)，也包含采用能根据控制信号而开通和关断的半导体器件的自换相型。本文件适用于采用脉冲宽度调制(PWM,简称“脉宽调制”)的两电平和三电平换流器，以及多电平换流器、模块化多电平换流器和级联两电平换流器，不包括以方波输出而不采用脉宽调制的两电平和三电平换流器。基于电压源换流器的高压直流输电被称为“VSC直流输电”。注：VSC直流输电也称为“柔性直流输电”。本文件描述了用于VSC输电的不同类型电路拓扑结构及其主要运行特性和典型应用，总体目标是为买

13、方在确定VSC输电方案时提供帮助。本文件不包含电网换相换流器和电流源换流器。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。IEC62501高压直流输电用电压源换流器阀电气试验VoltagesourcedConverler(VSC)valvesforhigh-volIagedirectcurrent(HVDC)powerIransmission-Electricaltesting注：GB/T333482016高压直流输电用电压源换流器阀电气试验

14、(IEC62501:2014,1DT)IEC62747高压直流输电系统用电压源换流器术语Terminologyforvoltage-sourcedconverters(VSC)forhigh-voltagedirectcurrent(HVDC)systems注：GB/T341182017高压直流系统用电压源换流器术语(IEC62747:2014,IDT)3术语和定义IEC62747和IEC62501界定的以及下列术语和定义适用于本文件。ISO和IEC在如下网址维护用于标准化的术语数据库：IEC电子百科：http:/www.electropedia.org/ISO在线浏览平台：http:/www

15、.iso.org/obp3.1 融高压直流输电用电压源换流器的基本术语和定义见IEC62747。高压直流输电用电压源换流器阀电气试验术语见IEC62501o为便于理解，图1给出了VSC输电系统的基本框图。图中的一些设备可能根据换流器的拓扑结构和工程的需要而省略或有所不同。标引序号说明：1 断路器；2 启动电阻器；3网侧谐波滤波器;4网侧高频滤波器；5联接变压器；6换流器侧谐波滤波器。;7+8换流器侧高频滤波器*;8相电抗器。9VSC单元“；IOVSC直流电容器4;11直流谐波滤波器;12动态消能系统；13中性点接地支路;14直流电抗器；15直流电缆或架空输电线路。在一些基于“可控电压源”阀的VSe设计中，有可能不需要谐波滤波器。b在一些VSC设计中，相电抗器能完成换流器侧高频滤波器的部分功能。“在一些VSC拓