T/CES 166-2022 海上风电柔性直流送出控制与保护系统技术规范

以下是T/CES 166-2022《海上风电柔性直流送出控制与保护系统技术规范》的详细内容总结，按文档结构分类说明：

​​一、标准基本信息​​

1. ​​标准编号​​：T/CES 166-2022
2. ​​名称​​：海上风电柔性直流送出控制与保护系统技术规范
3. ​​适用范围​​：
   • 适用于​​两端换流站​​的海上风电柔性直流送出工程（设计、制造、试验、使用）。
   • 覆盖系统构成、技术要求、试验方法及检验规则。

​​二、系统构成与分层结构​​

系统采用​​分层分布式架构​​，分为三层：

1. ​​运行人员控制层​​

   • ​​设备​​：远动工作站（仅陆上站配置）、运行人员工作站、服务器。
   • ​​功能​​：远动通信、运行监控、数据处理、权限管理、文档管理。
     

2. ​​控制层​​

   • ​​设备​​：交流/直流站控、极控、联接变保护、极保护、辅助二次设备。
   • ​​功能​​：控制逻辑执行、保护功能、内部通信协调。

3. ​​现场层​​

   • ​​设备​​：测控装置（如互感器接口、开关控制）。
   • ​​功能​​：外部信号采集与执行。

​​三、核心功能要求​​

​​1. 远动工作站（陆上站专属）​​

• 支持IEEE 802协议、TCP/IP、SNMP等通信协议。
• 具备数据优先级传输（越限/变位优先）、失电自恢复、远程组态功能。
• 关键性能：
  • 遥信变位传送时间≤2秒，遥控正确率100%。
  • 系统可用率≥99.99%，MTBF（平均无故障时间）>17,000小时。

​​2. 控制设备功能​​

• ​​冗余设计​​：双重化配置，单重故障不影响系统运行。

• ​​核心控制模式​​：

  换流站	有功控制模式	无功控制模式
  ​​海上换流站​​	交流频率控制	交流电压控制
  ​​陆上换流站​​	直流电压控制	无功/交流电压控制

• ​​特殊场景控制​​：

  • ​​启动控制​​：陆上站通过启动电阻充电→旁路解锁；海上站通过直流海缆充电。
  • ​​故障穿越​​：
    • 海上交流故障→切除故障设备，维持风电机组不脱网。
    • 陆上交流故障→投入直流耗能装置抑制过电压。
  • ​​直流耗能控制​​：消耗风场盈余出力，维持系统稳定。

​​3. 保护设备​​

• ​​分区保护​​（覆盖全设备无死角）：

  • 联接变保护区、交流连接线区、换流器区、极区、双极区、直流线路区。
  • ​​保护配置示例​​：
    • 联接变保护区：差动/过流/零序/非电量保护（如瓦斯、油温监测）。
    • 直流线路区：纵差/行波/突变量保护。
      

   

  

   

• ​​冗余设计​​：

  • 三重化配置：动作信号经“三取二”逻辑出口。
  • 双重化配置：每重独立“启动+动作”逻辑。
    

​​4. 辅助二次系统​​

• ​​时钟同步​​：双重化北斗/GPS对时，误差≤1μs。
• ​​故障录波​​：采样率≥50kHz，支持COMTRADE格式。
• ​​保护信息管理子站​​：集中管理保护动作信号、定值、波形数据。

​​四、环境与性能要求​​

​​1. 环境适应性​​

• ​​温度​​：-10℃~55℃（工作），-25℃~70℃（短时贮存）。
• ​​湿度​​：5%~95%（无凝露）。
• ​​防腐等级​​：≥C4（GB/T 30790.2）；​​防护等级​​：≥IP42（GB/T 4208）。
• ​​海上平台特殊工况​​：
  • 横摇≤20°（周期10秒），加速度≤0.2g。
  • 正常运行倾斜角≤0.35%，极端工况≤0.5%。

​​2. 电磁兼容（EMC）​​

• 符合GB/T 17626系列标准（射频骚扰、脉冲磁场、振荡波抗扰度）。

​​3. 关键性能指标​​

​​五、试验与检验规则​​

​​1. 试验方法​​

• ​​仿真平台​​：RTDS/RT-LAB闭环测试（见图3）。

  

   

• ​​功能验证​​：

  • 控制模式切换（DL/T 1526）、故障穿越（GB/T 13730）。
  • 保护动作逻辑（GB/T 7261）。

• ​​EMC试验​​：按GB/T 17626系列执行。

​​2. 检验分类​​

​​六、附录关键内容​​

• ​​附录A​​：展示四种拓扑的保护分区图（对称单极/双极 × 海上/陆上站）。

  

   

   

  

   

​​总结要点​​

1. ​​架构核心​​：分层分布式控制+多重冗余保护设计。
2. ​​技术特色​​：
   • 陆上站主导直流电压/无功控制，海上站负责交流频率/电压稳定。
   • 故障穿越策略差异化（海上保风机不脱网，陆上投耗能装置）。
3. ​​严苛环境适应​​：防腐/防振/宽温域设计保障海上平台可靠性。
4. ​​验证体系​​：从仿真到现场的全周期试验覆盖。

本标准为海上风电柔性直流工程提供了从设计到运维的完整技术框架，尤其强调系统冗余性、环境适应性及故障快速响应能力。