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| 标准编号 | DL/T 1981.1-2019 (DL/T1981.1-2019) | | 中文名称 | 统一潮流控制器 第1部分：功能规范 | | 英文名称 | Unified power flow controller -- Part 1: function specifications | | 行业 | 电力行业标准 (推荐) | | 中标分类 | F20 | | 国际标准分类 | | | 字数估计 | 25,289 | | 发布日期 | 2019-06-04 | | 实施日期 | 2019-10-01 | | 引用标准 | GB/T 311.1; GB/T 1094.1-2013; GB/T 1094.5; GB/T 3222.2; GB/T 4824; GB/T 12325; GB/T 12326; GB/T 13498; GB/T 14549; GB/T 15543; GB/T 20989; GB/T 22390.1; GB/T 24337; GB/T 6216.1; GB/T 26217; GB/T 30425; GB/T 30553-2014; GB/T 35702.1; GB/T 35702.2; DL/T 272 | | 标准依据 | 国家能源局公告2019年第4号 | | 发布机构 | 国家能源局 | | 范围 | 本部分规定了统一潮流控制器(UPFC)的系统构成、功能、成套系统性能、部件及子系统配合、试验验证等要求。本部分适用于220kV及以上电压等级电网中使用的UPFC，其他电压等级的UPFC可参照执行。 | DL/T 1981.1-2019: 统一潮流控制器 第1部分：功能规范
DL/T 1981.1-2019 英文名称: Unified power flow controller -- Part 1: function specifications
中华人民共和国电力行业标准
统一潮流控制器
第 1 部分：功能规范
国家能源局 发 布
1 范围
本部分规定了统一潮流控制器（UPFC）的系统构成、功能、成套系统性能、部件及子系统配合、
试验验证等要求。
本部分适用于220kV及以上电压等级电网中使用的UPFC，其它电压等级的UPFC可参照执行。
2 规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。
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4.2.2 多回线路 UPFC 典型接线
以双回线路 UPFC为例，采用多端 UPFC结构的双回线路 UPFC典型接线如图 4所示。
5.1.1 UPFC 运行方式
UPFC运行方式接线示意图参见附录A中图A.1，该运行方式应满足以下要求：
a) 设定线路有功功率、无功功率参考值及升降速率，通过自动控制串联换流器的输出电压，使线
路功率运行在参考值；
b) 设定UPFC并联侧接入系统电压或注入系统无功功率参考值及升降速率，通过自动控制并联换
流器的注入电流，使UPFC并联侧接入点电压满足电压控制要求，或注入无功功率满足无功控
制要求；
c) 串联侧功率控制与并联侧电压或定无功控制之间应协调考虑，满足电网和UPFC设备的安全可
靠运行要求；
d) 多回线路UPFC运行时，应协调控制多回线路有功、无功功率，避免线路潮流分布不均衡。
5.1.2 STATCOM 运行方式
UPFC宜具备单独的STATCOM运行方式，STATCOM运行方式接线示意图参见附录A中图A.2，该
运行方式下应满足以下要求：
a) 设定UPFC并联侧接入系统电压或注入系统无功功率参考值及升降速率，通过自动控制并联换
流器的注入电流，使UPFC并联侧接入点电压满足电压控制要求，或注入无功功率满足无功控
制要求；
b) 多个换流器运行在STATCOM运行方式时，应具备换流器之间的协调控制功能。
5.1.3 SSSC 运行方式
UPFC可具备单独的SSSC运行方式，SSSC运行方式接线示意图参见附录A中图A.3，该运行方式下
应满足以下要求：
a) 设定线路有功功率参考值及升降速率，通过自动控制串联换流器的输出电压，使线路有功功率
运行在参考值；
b) 多个换流器运行在SSSC运行方式时，应具备换流器之间的协调控制功能，避免多回线路潮流
分布不均衡。
5.2 基本控制功能
5.2.1 线路潮流控制
5.2.1.1 线路有功功率控制
UPFC或SSSC运行方式下，控制线路有功功率达到设定的参考值。
5.2.1.2 线路无功功率控制
UPFC运行方式下，控制线路无功功率达到设定的参考值。
5.2.1.3 线路功率因数控制
UPFC运行方式下，控制线路有功功率和功率因数达到设定的参考值。
5.2.1.4 串联侧潮流跟随控制
UPFC宜配置串联侧潮流跟随控制功能；当串联侧处于潮流跟随控制模式时，若系统需要紧急功率
控制，UPFC串联侧应执行紧急功率控制逻辑，在系统恢复正常后，串联侧恢复为潮流跟随控制状态。
5.2.2 并联侧无功电压控制
5.2.2.1 交流电压控制
UPFC或STATCOM运行方式下，控制UPFC并联侧接入点电压达到设定的参考值。
5.2.2.2 无功功率控制
UPFC或STATCOM运行方式下，控制UPFC并联侧注入系统无功功率达到设定的参考值。
5.2.3 UPFC 启停控制
UPFC启停控制功能要求如下：
a) UPFC的启动和停运过程应对交流系统无扰动，对UPFC设备无冲击；
b) UPFC启动时宜将并联侧和串联侧的启动分开进行，先启动并联侧，再启动串联侧；
c) UPFC停运时宜将并联侧和串联侧的停运分开进行，先停运串联侧，再停运并联侧。
5.3 系统控制功能
5.3.1 一般要求
UPFC系统级控制功能包括：输电断面功率控制、多回线路协调控制、潮流优化控制、电网无功电
压自动控制、电网功率紧急控制、电网电压紧急控制等。在实际工程应用中，宜根据电网潮流调控需求
配置系统控制功能。
5.3.2 输电断面功率控制
5.3.2.1 UPFC输电断面功率控制实现电网相关输电断面的潮流控制，可根据需求配置断面功率稳态
控制、断面功率限制及断面功率紧急控制等功能。
5.3.2.2 输电断面功率控制模式与线路功率控制模式之间应能进行切换，且切换时对电网无扰动。
5.3.2.3 断面功率稳态控制通过控制串联换流器自动调节，使断面功率运行在参考值。
5.3.2.4 输电断面中个别线路故障退出运行时，断面功率控制应能充分利用剩余线路的功率传输能力，
同时防止剩余运行线路发生过载。
5.3.2.5 输电断面中个别线路故障退出引起剩余运行线路功率越限时，断面功率紧急控制应在剩余线
路过负荷运行时间限制或电网调度部门要求的时间内将断面线路功率降至限额之内。
5.3.3 多回线路协调控制
多回线路UPFC协调控制功能要求如下：
a) 多回线路应用UPFC时，应具备多回线路功率协调控制功能，包括线路有功和无功功率指令分
配功能；
b) 多回线路应用UPFC时，在部分线路发生故障退出后，应具备其它正常运行线路UPFC对故障线
路功率转带的功能；
c) 功率转带应能在工程技术要求的时间内完成，功率转带过程不能对电网造成冲击。
5.3.4 潮流优化控制
电网正常运行时，UPFC接收电网调度控制指令，通过调节被控线路的功率改变电网潮流分布，实
现电网潮流优化控制。
5.3.5 电网无功电压自动控制
通过接收电网自动电压控制主站控制指令（无功或电压参考值），实现并联侧接入点电压或无功功
率的自动优化控制。
5.3.6 电网功率紧急控制
电网故障时，UPFC功率紧急控制功能应能按照既定策略实现被控线路功率紧急调节，防止设备或
线路发生电流或功率越限，同时尽可能减少功率传输损失。
5.3.7 电网电压紧急控制
电网故障时，UPFC可通过无功电压紧急控制对电网提供动态无功电压支撑与调节。
5.4 故障穿越控制
5.4.1 串联侧故障穿越控制
UPFC串联侧故障穿越控制功能要求如下：
a) 交流系统故障时，应优先通过UPFC控制保证串联换流器持续运行；
b) 交流系统故障时，若串联换流器的电流超过其承受能力，串联换流器应暂时退出运行，并在电
网故障清除后自动重新投入运行，投入过程对系统无冲击，且从退出到再投入的时间应小于被
控线路短时过负荷或越限运行时间，并留有一定的裕度。
5.4.2 并联侧故障穿越控制
交流系统故障时，UPFC应通过控制尽量维持并联换流器运行。
6 成套系统性能要求
6.1 基本要求
6.1.1 在电网规定的电压及频率变化范围内，UPFC都应具有持续稳定控制线路功率的能力，以及使
换流器保持稳定运行的能力。
6.1.2 UPFC控制系统应防止任何原因引起的静态不稳定，包括由于交流电压畸变引起的不稳定。
6.1.3 UPFC控制系统不应在交流系统中激发振荡，必要时可通过配置附加控制为系统提供阻尼。
6.2 稳态性能
6.2.1 一般要求
系统设计应能确保UPFC在全部稳态运行范围内满足各控制目标的误差要求，稳态误差计算不考虑
测量误差，计算稳态误差的测量量主要包括线路有功功率、线路无功功率、断面功率、并联侧无功功率
及并联侧电压等。采用下式（1）计算稳态误差量E：
6.2.2 稳态误差计算
6.2.2.1 功率稳态误差计算
功率稳态误差包括：线路有功功率、线路无功功率、断面功率、并联侧无功功率的误差。
功率稳态误差计算时，可通过一定宽度时间窗口的线路有功功率、线路无功功率、断面功率或并联
侧无功功率测量数据Mt计算平均值M，时间窗口可为5周波，且每个测量时间窗口与紧邻的测量时间窗
口接近而不重叠。通过连续测量并计算M的平均值得到对应测量值MC，最终按（1）式计算获得稳态
误差量E。其中，基准值 NM 按如下原则确定：
a） 若测量量为并联侧无功功率，则 NM 取并联换流器额定功率；
b） 若测量量为线路有功功率或无功功率，则 NM 按如下公式计算：
c） 若测量量为输电断面有功功率，则 NM 取为被控输电断面功率限额。
6.2.2.2 电压稳态误差计算
电压稳态误差是UPFC并联侧接入点电压的稳态误差。
电压稳态误差计算时，可通过一定宽度时间窗口接入系统电压测量数据Mt计算基波有效值M，时
间窗口可为5周波，且每个测量时间窗口与紧邻的测量时间窗口接近而不重叠。通过连续测量并计算M
的平均值得到对应测量值MC，最终按（1）计算获得稳态误差量E。其中，基准值 NM 为并联侧接入点
的额定电压。
6.2.3 线路功率控制稳态性能
6.2.3.1 线路有功功率控制稳态性能
在UPFC调节能力范围之内，线路有功功率控制稳态指标要求如下：
a） UPFC控制线路有功功率稳态误差量E不宜超过±1%；
b） 在线路功率升降时，实际升降速率与设定值之间的误差不宜超过±5%。
6.2.3.2 线路无功功率控制稳态性能
在UPFC调节能力范围之内，线路无功功率控制稳态指标要求如下：
a） UPFC控制线路无功功率稳态误差量E不宜超过±1%；
b） 在线路功率升降时，实际升降速率与设定值之间的误差不宜超过±5%。
6.2.4 无功电压控制稳态性能
6.2.4.1 并联侧无功功率控制稳态性能
在UPFC调节能力范围之内，并联侧无功功率稳态指标如下：
a） 在并联侧无功功率控制模式下，UPFC并联侧输出无功功率的稳态误差量E不宜超过±1%；
b） UPFC并联侧输出无功功率升降时，实际升降速率与设定值之间的误差不宜超过±5%。
6.2.4.2 并联侧交流电压控制稳态性能
在UPFC调节能力范围之内，并联侧交流电压稳态指标如下：
a） 在并联侧交流电压控制模式下，UPFC并联侧交流电压的稳态误差量E不宜超过±0.2%；
b） UPFC并联侧交流电压升降时，实际升降速率与设定值之间的误差不宜超过±5%。
6.2.5 断面功率控制稳态性能
在UPFC调节能力范围之内，输电断面有功功率控制稳态指标要求如下：
a） 被控输电断面有功功率稳态误差量E不宜超过±1%；
b） 在断面功率升降时，实际升降速率与设定值之间的误差不宜超过±5%。
6.3 动态性能
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