防止直流输电系统安全事故的重点要求 国能综通安全〔2022〕115号

防止直流输电系统安全事故的重点要求国家能源局2022年12月前言近年来，党中央、国务院高度重视安全生产工作，出台了一系列安全生产法规制度，为能源行业相关企业开展安全生产管理工作提供了明确遵循。随着高压交直流混联大电网的快速发展，直流输电系统与交流电网的联系不断增强，在提升大范围电力资源调配能力的同时，也给传统的电网结构与电网特性带来了重大改变。为贯彻落实国家安全生产法规制度，强化电网、设备、人身安全管理，提升直流输电系统本质安全水平，降低直流输电新技术应用风险，切实防范直流输电系统事故、设备故障发生，国家能源局组织编制了《防止直流输电系统安全事故的重点要求》（以下简称《要求》）。《要求》以防范人身伤亡、重大电网事故和重特大设备故障为导向，以确保直流输电系统安全稳定运行为目标，以直流输电系统规划、设计、制造、监造、调试、建设、运维全链条安全管理为主线，协调电网企业不同技术路线及差异化经验做法，在全面总结近年来直流输电系统运行经验和事故教训基础上，针对性制定防止直流输电系统安全事故的管理、技术指导性意见措施共22章节536条，主要分为以下四个部分：一是直流近区电网安全部分，为第一章共24条，主要针对交直流混联电网特性，明确了直流输电系统接入送受端交流系统的稳定特性和防御策略要求，提出防止新能源机组大规模脱网、防止直流系统振荡等方面的措施。二是直流线路安全部分，包括第二至第三章共70条，主要针对直流线路与接地极线路通道防护措施，明确了加强直流及接地极线路路径走廊规划、设防标准、通道保障等方面的相关要求。三是直流设备安全部分，包括第四至第十七章共319条，主要针对换流变压器、换流阀、直流控制保护系统等14类直流输电系统关键设备，明确了各类型直流设备不同阶段的可靠性提升管控措施。四是防止直流典型事故部分，包括第十八至第二十二章共123条，主要针对污闪、火灾、环境污染、人为误操作等几类典型事故，明确了绝缘设计、消防配置、参数误整定等方面的安全管控措施。目录1防控电网运行风险.................................................12防止直流线路故障.................................................63防止接地极及接地极线路故障......................................144防止换流变压器及油浸式平波电抗器故障............................165防止套管故障....................................................216防止开关设备故障................................................267防止避雷器故障..................................................298防止滤波器及并联电容故障........................................319防止干式电抗器故障..............................................3410防止控制保护系统故障...........................................3711防止测量设备故障...............................................4312防止电缆及二次回路故障.........................................4813防止换流阀（阀控系统）故障.....................................5014防止阀冷系统故障...............................................5415防止站用电源故障...............................................5916防止户外箱柜故障...............................................6417防止站内接地网故障.............................................6818防止污闪事故...................................................7119防止主通流回路接头发热.........................................7620防止火灾事故...................................................7921防止环境污染事故...............................................8322防止误操作事故.................................................89-1-1防控电网运行风险1.1规划设计阶段1.1.1直流输电系统的规划、设计，应根据性质作用、功能定位、系统需求确定技术路线、输电容量、电压等级等。应满足交直流相互适应、协调发展的要求。1.1.2合理控制单一直流规模，直流输电的容量应与送受端交流系统的短路容量匹配。1.1.3为保障直流换流站接入交流系统能满足直流额定容量电力的汇集或疏散要求，送受端交流系统应进行科学分层分区，并注重各电压等级、交直流、源网荷统筹协调发展，换流站应尽量选择短路比（多馈入短路比）较高接入点，对于多馈入直流受端系统，应尽量分散落点，完善落点近区交流主网架。1.1.4为提升常规直流输电工程送端系统的支撑能力，宜在换流站近区电网配套建设一定规模的常规电源，加强近区交流网架，保证直流近区交流线路短路、跳闸和直流闭锁、线路短路等故障扰动期间送端过电压水平不超过交直流设备耐受能力。1.1.5应通过在新能源多场站短路比不足的新能源场站加装分布式调相机等方式，提升直流近区新能源场站的支撑能力，保证新能源发电单元升压变低压侧的新能源多场站短路比在1.5及以上。合理安排直流和新能源运行方式，防范直流故障引起新能源连锁脱网。1.1.6为控制直流群连锁故障风险，应充分考虑多回直流间的相互作用，合理控制电网馈入直流规模，优化直流落点布局，宜安排直流分散接-2-入受端系统，降低多回直流间的相互作用。1.1.7为保证直流受端系统发生突然失去一回线路、失去直流单极或失去一台大容量机组（包括发电机失磁）等故障时，保持电压稳定和正常供电，不致出现电压崩溃，应在直流受端系统中建设一定规模常规电源（含调相机）或动态无功补偿装置。1.1.8柔性直流联网换流站应设计交流侧充电功能，存在孤岛运行工况的换流站应设计直流侧充电功能。1.1.9针对含多个换流器的柔性直流换流站，需设计合理的功率转带策略，并与安稳装置协调。转带功率的大小和速度应与直流系统的功率和电压调节特性相匹配，尽可能降低换流器故障后的系统功率损失，避免引发直流系统功率盈余而导致健全换流器闭锁。1.1.10针对新能源孤岛接入柔性直流系统，应根据系统需要设计功率盈余解决方案，措施包括但不限于配置耗能装置、控制协调配合策略、稳控装置等方式，以满足系统的故障穿越要求。1.2分析计算阶段1.2.1直流系统规划、设计、建设、生产运行、科学试验、设备制造中的安全稳定计算分析工作，应严格落实相关国家（行业）标准中的有关要求。1.2.2在直流输电工程的可行性研究工作中，应开展送受端系统稳定分析计算，做好电源与电网、直流与交流、输电与变电工程的合理衔接，研究直流工程对整个互联电网系统的影响，并针对存在的问题开展专题研究，明确所需采取的措施，提出安全稳定控制系统的功能设计方案。-3-1.2.3直流输电工程送受端系统安全稳定计算分析应根据系统的具体情况和要求，进行系统安全性分析，包括静态安全、静态稳定、暂态功角稳定、动态功角稳定、电压稳定、频率稳定、短路电流的计算与分析等。应重点分析交流线路短路故障引起的常规直流输电系统单回直流连续换相失败或多回直流同时发生换相失败现象，并关注次同步振荡或超同步振荡问题，提出必要的解决措施。1.2.4直流送受端系统计算分析中应使用合理的元件、装置及负荷模型，以保证满足系统计算所要求的精度。计算数据中已投运部分的数据应采用详细模型和实测参数，未投运部分的数据采用详细模型和典型参数。1.2.5应校核相关接入系统继电保护的配置方案和性能，分析直流控制保护系统与相关交流继电保护的协调配合是否满足系统稳定运行要求。1.2.6柔性直流振荡风险分析应开展以下工作：1)交流系统强度和宽频阻抗特性分析；2)基于换流器的控制特性分析柔性直流宽频阻抗特性；3)综合评估系统振荡风险；4)通过优化控制策略调节系统阻抗特性，如有必要可装设幅相校正器等设备。1.2.7新能源经直流外送系统，在新能源场站并网前，应组织开展新能源与直流运行特性和振荡专题分析，新能源场站建设单位应向电网企业提供新能源机组电磁暂态模型、机电暂态模型、新能源机组硬件控制器及控制系统参数、新能源场站拓扑结构、新能源场站设备和送出线路参数等资料，用以开展直流与新能源综合系统阻抗特性分析。针对存在振荡风险-4-的情况应制定有针对性的防范措施，落实避免振荡风险的新能源并网技术要求，确保满足与直流协调运行的技术要求，确保不引起振荡。1.3选型制造阶段1.3.1新建换流站交直流设备及直流近区新能源设备应具备1.3倍最高运行电压下持续运行500ms以上的电压耐受能力，防止直流故障扰动期间相关设备发生过电压跳闸。1.3.2新能源经直流外送系统，应保证直流近区新能源机组自身并网稳定性，对新能源机组进行硬件在环等必要试验，确保新能源机组能够在较弱电网条件下（短路比不大于1.5）安全可靠运行。1.4调试验收阶段1.4.1直流输电系统启动调试前，其控制保护系统性能应能通过实时仿真系统检验。1.4.2直流输电系统调试应满足如下要求：1)联网的直流输电系统应通过直流系统调试，验证其性能符合设计和运行要求。调试报告和实测数据应报相关的电网调度机构；2)直流输电系统的稳态性能、暂态性能、动态性能应符合相关的国家或国际标准；如有特殊要求，应在工程技术规范书中明确；3)直流系统的可听噪声、交流侧谐波干扰、直流侧谐波干扰、损耗等指标应符合相关的国家或国际标准；4)换流站的无功补偿设备，除提供换流器所需的无功功率外，还需滤除换流器产生的谐波，并根据直流输送的功率分组投切。为防止过应力损坏设备，应采用最小滤波器组限制和自动降负荷等措施；-5-5)存在宽频振荡风险的直流输电系统，应开展振荡风险评估，并根据评估结果采取监测、保护及抑制措施，同时需要对周边新能源机组的宽频振荡风险进行评估，如无法排除宽频振荡风险，应对新能源机组配置监测手段和抑制措施。1.4.3直流近区新能源场站应优化机组动态性能，根据系统安全稳定的要求优化控制参数，提高故障情况下的系统安全稳定水平。1.5运行运维阶段1.5.1应加强直流送受端安全稳定控制系统的运行管理，保证故障期间安全稳定控制系统正确动作。1.5.2统筹停电检修安排，宜安排直流系统与送受端交流线路同时检修，降低交流线路多重检修对直流系统安全稳定运行的影响。-6-2防止直流线路故障2.1规划设计阶段2.1.1新建线路宜避开采动影响区，在路径规划阶段，提前与沿线政府国土、规划等部门沟通，避开已有及在建的大型建设项目；无法避让时，应进行稳定性评价，合理选择架设方案及基础型式，宜采用单回路或单极架设，必要时加装在线监测装置。2.1.2新建直流输电走廊选址选线时，应避免在局部区段密集布置多回重要输电线路。受地形等因素限制确实无法避让的，要做好科学论证，工程建设中同步落实管控措施，有效治理安全隐患。2.1.3新建直流输电走廊选址选线时，宜避开重冰区、易舞动区和其他影响线路安全运行的区域。无法避开时，应提高抗冰设计、考虑增设融冰装置及采取有效的防舞措施，