中国电力规划设计协会团体标准宣传系列

编制背景

分布式电源、储能以及电动汽车等多元化负荷的发展推动了我国对直流配电技术的研究探索，各地开展了一系列的直流配电网示范工程，示范工程涵盖了工业园区、楼宇住宅、可再生能源发电等典型应用场景。为实现碳达峰、碳中和目标，构建安全高效、清洁低碳、柔性灵活、智慧融合的新型电力系统是实现“碳达峰、碳中和”目标的保证。直流配电网具有稳定可靠、灵活可控、优质高效的特点，能够适应新型电力系统发展要求，促进源网荷储友好互动，实现新能源的广泛消纳和多元化负荷的可靠供电，将成为未来配电网发展的一种新的方向。

目前国内直流配电网仍处于工程示范阶段，缺乏规划设计方面的标准指导工程设计，不利于直流配电网的推广应用。制定直流配电网规划设计技术规范，对于指导和促进我国直流配电网发展具有重要意义。

主要内容

标准旨在吸收和总结国内外直流配电网规划设计先进经验和成果，对直流配电网的规划设计提出技术指导，提高配电网接纳分布式电源能力、满足多元化负荷发展需求，对未来直流配电网的推广应用发挥积极的促进作用。

标准规定了直流配电网负荷预测、电力电量平衡、主要技术原则、网架结构、供电设施、继电保护、自动化及通信、电源及用户接入、规划计算分析、投资与规划成效分析等方面的技术要求。

标准适用于±50kV及以下各电压等级直流配电网规划设计工作。

标准正文共设 12 章：范围、规范性引用文件、术语和定义、总体要求、负荷预测与电力电量平衡、主要技术原则、网架结构、供电设施、继电保护、自动化及通信、电源及用户接入、规划计算分析、投资与规划成效分析。

    规范性附录A：直流配电系统标称电压

    资料性附录B：直流配电网典型接线方式

    资料性附录C：直流配电网典型网架结构

与现行标准比较的技术优势

目前，国家尚未出台针对直流配电网规划设计的国家标准，能够指导直流配电网规划设计的仅有少量的行业标准、地方标准和团体标准，主要包括DL/T 2433-2021《交直流混合中压配电网技术导则》、DB34/T 4539-2023《中低压直流配电网规划设计规范》、T∕CEC 167-2018《直流配电网与交流配电网互联技术要求》等。DL/T 2433-2021、T∕CEC 167-2018主要是针对交直流混合配电网以及交直流配电网互联提出的相关技术要求，没有专门针对直流配电网的规划设计工作提出全面的技术规范；DB34/T 4539-2023虽然是针对直流配电网的规划设计标准，但是作为地方标准无法指导整个行业的规划设计。

T/CEPPEA5027-2023《直流配电网规划设计技术规范》在以下方面提出了更为具体的规定：

    1、在直流负荷预测方面，不仅提出了负荷预测包含的内容和要求，而且针对电动汽车、储能等负荷预测给出了推荐的预测方法，同时也对负荷预测采用的基础数据进行了规定。

    2、给出了直流配电网电力电量平衡的原则。

    3、给出了不同供电地区直流配电网规划设计的差异化原则，和不同区域的可靠性标准，并且给出了中、低压直流配电网推荐的网架结构。

    4、根据不同容量以及不同电压等级划分，提出了直流变压器、直流线路、直流母线等推荐的具体保护配置功能。

    本标准较为全面的提出了直流配电网规划设计的主要技术原则，在一定程度上填补了国内缺乏专门针对直流配电网规划设计的标准空白，对于促进直流配电网工程建设实践具有指导作用。

重点条文解读

为方便理解，对本标准的部分重点条文解读如下：

 4.6 为适应新型电力系统发展要求，直流配电网应充分考虑源网荷储友好互动，满足源端新能源广泛接入、网端资源安全高效灵活配置、荷端多元负荷需求以及分布式可调节资源多类聚合，促进能源新业务、新业态、新模式发展。

    【解读】本条款从适应新型电力系统发展要求的角度提出直流配电网规划设计的总体原则，应充分利用直流配电网柔性互联、灵活调节、分布式电源接纳能力强的特点，实现源网荷储友好互动，从而促进能源的安全可靠、绿色低碳和经济高效利用。

 5.1.3电动汽车、储能等可参与能量管理的负荷，应单独预测，可采用概率建模法、神经网络法、蒙特卡洛模拟法等预测方法。

【解读】随着电力市场辅助服务、V2G、需求侧管理技术的应用，相较于传统电力负荷，在负荷预测时需考虑电动汽车、储能设施等新型可参与能量管理的负荷对预测结果的影响，本条款给出的概率建模法、神经网络法、蒙特卡洛模拟法是对于上述新型负荷预测时可采用的几种常用的负荷预测方法。

 5.2.2 电力平衡应分区、分电压等级、分年度进行，并根据分布式电源、储能、直流负荷等的影响确定。电力平衡中宜考虑分布式电源、储能、直流负荷的运行特性，合理确定其在电力平衡中的出力和负荷系数。

【解读】直流配电网的规划设计应充分考虑源网荷储友好互动，因此在进行电力平衡时，要考虑源、荷、储的运行特性，确定其在电力平衡计算时等效值和最大值的比例关系（即出力系数和负荷系数），从而提高直流配电网的经济性。

7.1.6  A+、A、B、C类地区的中压直流配电网应满足N-1准则，D类地区的中压直流配电网宜满足N-1准则。

【解读】本条款提出了不同供电地区中压直流配电网应满足的供电可靠性要求，对于再规划设计中如何选择相应的中压直流配电网典型网架结构提供了参考依据。

7.3.1低压直流配电网结构应简单安全，宜采用单端辐射式结构，重要低压用电设备所在配电线路可采用单端环式、双端式等结构，应以换流器供电范围实行分区供电。

【解读】本条款对低压直流配电网的网架结构进行了规定，明确了不同场景下可选择的典型网架结构形式。

9.1.3直流配电网的保护功能设计，应在系统研究、一次成套设计及设备性能研究、以及系统暂态和动态性能研究的基础上，确定各项保护的范围和目的、主备保护原理和动作策略、保护之间及保护和控制之间的配合要求，以及定值设置原则和定值范围。直流配电网的保护功能应包括但不限于：

    a）直流变压器保护：直流变压器容量为2MW及以上宜配置差动保护，2MW以下宜配置过流保护。

    b）直流线路保护：±10kV及以上直流线路应配置差动保护、直流欠压保护、过流保护、电压不平衡保护，±10kV以下直流线路宜配置直流欠压保护、过流保护、电压不平衡保护。

    c）±10kV及以上直流母线应采用差动保护。

    d）换流器区保护：动作于从换流器网侧到换流器直流侧之间设备的接地或相间短路故障、桥臂短路、换流器短路、换流器出口接地故障、换流器过流、桥臂电抗器过流等。

    e）直流极区保护：动作于从换流器直流侧到直流线路阀侧之间设备的接地故障、直流场开路、换流器非正常闭锁、直流控制系统故障或交流系统异常对直流系统产生的谐波扰动、中性母线接地或开路故障、中性母线开关故障等。

【解读】本条款给出了直流配电网保护功能设计的总体原则，并针对直流变压器、直流线路、直流母线、换流器、直流极给出了保护配置要求。

应用情况和应用效果

T/CEPPEA5027-2023《直流配电网规划设计技术规范》已在多个在建或已投运的直流配电网项目中得到应用，并取得了较为显著的社会经济效益。如：“雄安调度大楼零碳建筑示范工程”、“上海真如城市副中心海纳工程院光储直柔项目”等。

【示例1】“雄安调度大楼零碳建筑示范工程”

    项目位于雄安调度大楼，聚合了建筑内光伏、储能、直流照明、充电桩等多类型要素，建立DC750V、DC375V和DC48V多个电压等级的低压直流配电网，通过柔性能源管理系统实现站网互动和光储直柔功率调节，实现源网荷储友好互动，打造零碳建筑示范。图1为雄安电力调度大楼低压直流配电网示意图。本标准对楼宇用户采用直流电网供电的规划设计提供了指导。

【示例2】“上海真如城市副中心海纳工程院光储直柔项目”

项目（见图2）位于上海真如城市副中心采用光储直柔供电技术。直流配电网电压等级选择、网架结构、电源及用户接入等方面在T/CEPPEA5027-2023的指导下，利用光伏发电、储能设备、直流充电桩、直流照明构建一个融合高效发电、安全储电、可靠变电、灵活用电、能源实时控制、信息集中管理的直流网络，实现了建筑可再生能源的多维获取、高效利用、精益管理、柔性互动与决策辅助。

直流配电系统采用了750V/220V两个电压等级。其中储能、光伏及充电桩设备通过DC/DC接入系统750V直流母线；直流照明及插座设备通过降压DC/DC接入220V直流母线。项目的电气接线图见图3。

项目年总耗电量74.15万kWh/a，光伏系统年发电量12.88万kWh/a，建筑能耗强度降低幅度为26.0%，可再生能源电力替代率为17.37%，建筑负荷综合调节能力可达30.4%。项目通过光储直柔达成碳中和建筑目标，并成功入选联合国人居署城市优秀实践案例。

这些应用成果表明，依据T/CEPPEA 5027-2023《直流配电网规划设计技术规范》进行直流配电网规划设计，能够确保直流配电网适应新型电力系统发展要求，充分发挥其在源网荷储友好互动方面的优势，满足源端新能源广泛接入、网端资源安全高效灵活配置、荷端多元负荷需求以及分布式可调节资源多类聚合，促进了能源新业务、新业态、新模式发展，引领配电系统绿色低碳发展。