NB/T 10149-2019.Microgrids-Part 2: Guidelines for operation.
1范围
NB/T 10149规定了微电网运行与控制导则。所指微电网是包含分布式能源(DER)和负荷的中、低压交流电力系统,不包括直流微电网。
微电网分为独立型微电网和并网型微电网
独立型微电网与公用电力系统之间没有电气连接,且仅运行于孤岛模式。
并网型微电网可作为一个可控单元与公用电力系统连接并可工作于以下两种模式:
——并网模式;
——孤岛模式。
本部分提出的导则旨在提高微电网的安全性、可靠性和稳定性。
本部分适用于并网型和独立型的交流微电网的运行与控制,包括:
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。凡是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。
GB/T 12325电能质量 供电电压偏差
GB/T 12326电 能质量电压波动和闪变
GB/T 14549电能质量公用电网谐波
GB/T 15543电能质量三相电压不平衡
GB/T 15945电 能质量电力系统频率偏差
GB/T 18481电能质量暂过电压和瞬态过电压
GB/T 24337电能质量公用电网间谐波
DL/T 860.3变电站通 信网络和系统第3部分:总体要求(DL/T 860.3-2004 , IEC 61850-3:2013 ,IDT)
DL/T 860.4变电 站通信网络和系统
第4部分:系统和项目管理(DL/T 860.4-2018,IEC 61850-4 :2011 ,IDT)
DL/T 860.5变电站通 信网络和系统第 5部分:功能的通信要求和装置模型(DL/T 860.5-2006 ,IEC 61850-5 :2013,IDT)

ICS29.240.01
中华人民共和国能源行业标准
NB/T10149—2019
微电网
第2部分：微电网运行导则
Microgrids-Part 2: Guidelines for operation（IECTS62898-2:2018,MOD）
2019-06-04发布
国家能源局
2019-10-01实施
规范性引用文件
3术语和定义
4运行模式
并网型微电网
独立型微电网
5微电网的控制
基本要求
5.2并网型微电网的控制
5.3独立型微电网的控制
6通信与监测·
一般要求
6.2微电网通信：
DER的监测
并网型微电网开关设备的监测
6.5独立型微电网开关设备监测
储能系统·
基本要求
7.2并网型微电网中的电能储存系统独立型微电网中的电能储存系统7.3
电力储能管理系统
8微电网保护的原则
基本要求
并网型微电网保护的注意事项
8.3并网型微电网的重合闸和同期8.4
独立型微电网保护的注意事项
9微电网电能质量和电磁兼容
并网型微电网的电能质量
独立型微电网的电能质量
微电网的电磁兼容
10微电网的维护和测试
NB/T10149—2019
NB/T10149—2019
基本要求
参考文献
本部分为微电网系列标准中的第2部分。本部分按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。NB/T10149—2019
本部分使用重新起草法修改采用IECTS62898-2：2018《微电网第2部分：微电网运行导则》。本部分与IECTS62898-2：2018相比，由于增加了表1，原文表1编号变为表2；第5.3节分为5.3.1和5.3.2两个小节；删除了资料性附录。本部分与IECTS62898-2：2018的技术性差异及其原因如下：关于规范性引用文件，本标准做了具有技术性差异的调整，以适应我国的技术条件，调整的情况集中反映在第2章“规范性引用文件”中，具体调整如下：用等同采用国际标准的DL/T860.3代替IEC61850-3（见第6章）；用等同采用国际标准的DL/T860.4代替IEC61850-4（见第6章）；用等同采用国际标准的DL/T860.5代替IEC61850-5（见第6章）；·增加引用了NB/T32005、NB/T31051，删除原引用IECTS62898-1（见7.2)；增加引用了GB/T12325、GB/T12326、GB/T14549、GB/T15543、GB/T15945、GB/T18481、GB/T24337，删除原引用IECTS62749（见9.1)；增加了引用IEC61000（所有部分），代替原引用IEC61000-1-7：2016、IEC61000-4-7：2002、IEC61000-4-30:2008（见9.3)。一电能储存系统并不是一种行为，且有多样的电能储存形式，不局限于电解氢，除“例如：一种可以通过电解氢来消耗交流电能、储存氢气并且利用氢气来产生交流电能的装置”和“注：EES也可以表示设备在执行定义中功能时的行为”（见3.8)。一为适应9.1的标准内容，增加厂内耦合点的定义（见3.28）。为适应我国技术要求，根据GB/T32507一2016，增加了敏感负荷的定义（见4.2）。一为保证非正常情况下的电能供应，电力储能系统应根据实际情况，如预定容量、充电策略等，来确定是否充放电，删除“此时电力储能系统可停止充放电，尤其是在负荷平稳状态”（见7.2）。采取甩负荷措施时，应根据实际的甩负荷策略进行负荷削减，不必赞述“即使一些重要性和敏感性负荷也不能被供应”，将其删除（见7.2)。一一为适应我国关于继电保护的基本要求规定，删除“并相应地重新设置保护整定值”（见8.1)。-为适应我国关于谐波监测的要求，监测50次及以下的谐波及间谐波，将9.1b）“40次及以下的谐波”修改为“50次及以下的谐波”；c）“40次以下的间谐波”修改为“50次以下的间谐波”；d)“高于2kHz的电压畸变\修改为“高于2.5kHz的电压畸变”（见9.1)。电磁兼容即设备在电磁环境中正常工作也不对该环境产生电磁干扰，因此删除“设计微电网时应考虑电磁辐射和其对多种电磁干扰现象的抵御能力”（见9.3）。为适应我国技术要求，将原资料性附录中的表E.1放至正文中作为表1，且表1中增加部分DER并网标准关于功率因数的要求。本部分做了如下编辑性修改：
为使结构更清晰，需先阐明两种控制的差异，因此将5.3拆分为5.3.1独立型微电网和并网型微电网孤岛模式下控制的差异和5.3.2独立型微电网的控制（见5.3)；删除资料性附录A～附录E；
增加参考文献GB/T33589—2017、GB/T34930—2017、GB/T2900—2008。Ⅲ
NB/T10149—2019
本部分由全国电压电流等级和频率标准化技术委员会（SAC/TC1)提出并归口。本部分起草单位：华北电力大学、中机生产力促进中心、北京金风科创风电设备有限公司、中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司、南瑞集团有限公司、西安交通大学、西安博宇电气有限公司、中国电力科学研究院有限公司、国网福建省电力科学研究院、福州大学、国网江苏省电力科学研究院、国网山东省电力科学研究院、中国能源建设集团天津电力设计院有限公司、北京西电华清科技有限公司、北京科诺伟业股份有限公司、北京中恒博瑞数字电力科技有限公司。本部分主要起草人：张建华、郑德化、张苹、陆宠惠、陈志刚、孟昭军、别朝红、王平、刘军成、王英瑞、张卫、王睿喆、魏丹、谭涛、胡浩、史佳琪、张逸、李强、林焱、孙树敏、卫三民、张东升、付勋波、周昶、许晓慧、岳军、周兴华、刘阳、杨梦瑶、黄钰辰。V
1范围
微电网第2部分：微电网运行导则NB/T10149—2019
本部分规定了微电网运行与控制导则。所指微电网是包含分布式能源(DER)和负荷的中、低压交流电力系统，不包括直流微电网。微电网分为独立型微电网和并网型微电网。独立型微电网与公用电力系统之间没有电气连接，且仅运行于孤岛模式，并网型微电网可作为一个可控单元与公用电力系统连接并可工作于以下两种模式：并网模式；
孤岛模式。
本部分提出的导则旨在提高微电网的安全性、可靠性和稳定性。本部分适用于并网型和独立型的交流微电网的运行与控制，包括：运行模式和模式转换；
微电网的控制和能量管理系统；通信和监测过程；
电储能；
保护原则，包括：独立型微电网和并网型微电网的保护、反孤岛保护、同步和重合闸、电能质量；调试、维护和测试。
注1：本部分不涉及人员安全，人员安全的相关要求参见IECTC64和TC99的相关标准。注2：地方法律、法规有权否决本部分技术要求。注3：保护部分涉及微电网的主要保护类型、变流器和旋转电机故障分析、保护类型的选择、宽规技术要求、整定值的设定原则等内容将在IECTS62898-3-1中做详细规定，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。凡是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。GB/T12325
供电电压偏差
电能质量
GB/T12326
电能质量
GB/T14549
GB/T15543
GB/T15945
GB/T18481
GB/T24337
DL/T860.3
2013,IDT)
电能质量
电能质量
电能质量
电能质量
电压波动和闪变
公用电网谐波
三相电压不平衡
电力系统频率偏差
暂时过电压和瞬态过电压
电能质量公用电网间谐波
第3部分：总体要求（DL/T860.3—2004，IEC61850-3：变电站通信网络和系统
DL/T860.4变电站通信网络和系统IEC61850-4:2011,IDT)
第4部分：系统和项目管理（DL/T860.4一2018，DL/T860.5变电站通信网络和系统第5部分：功能的通信要求和装置模型（DL/T860.5—2006,IEC61850-5:2013,IDT
NB/T10149—2019
NB/T31051风电机组低电压穿越能力测试规程NB/T32005光伏发电站低电压穿越检测技术规程IEC61000（所有部分）电磁兼容性（EMC)[Electromagneticcompatibility（EMC)]IEC61968-1电力公司应用集成配电管理系统接口第1部分：接口架构与通用要求（Applica-tion integration at electric utilitiesSystem interfaces for distribution managementPart l:Interfacearchitecture and general recommendations)6分布式能源与电网互连技术要求（DistributedenergyresourcesconnectionwithIECTS62786
thegrid)
3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。3.1
反孤岛保护
anti-islandingprotection
防止分布式能源向非计划孤岛供电的一种保护功能或保护功能的组合。注：该保护功能包括检测导致非计划孤岛的系统特性。［IEC60050-617：2017定义617-04-19】3.2
黑启动blackstart
电力系统停电后通过内部电源实现启动。[IEC60050-617:2017，定义617-04-24]3.3
converter
变流器
改变与电能相关的一个或几个特性的装置。注1：与电能相关的特性有：例如电压、相数和颊率(包括零频率)等。注2：改写GB/T2900.83—2008，定义151-13-36。3.4
distributedenergyresource;DER分布式能源
与中、低压电网相连的电源以及具有发电模式的负载（例如电能储存系统），及其相关的辅助、保护和连接设备。
[IEC60050-617：2017，定义617-04-20]］3.5
分布式发电
distributed generation
连接于配电网的多个/多种电源发电。注：改写GB/T2900.87—2011，定义617-04-09。3.6
配电网
distribution network
实现把电能从变电站分配到用户的公用电网，包括杆塔、变压器、断路器、继电器、隔离开关、配电线等。注：配电网标称电压等级一般最高为35kV。3.7
配电系统运营商
distribution system operator;DSO运营某一配电系统的市场成员。[GB/T2900.87—2011定义617-02-10]2
电能储存系统electricalenergystorage;EESNB/T10149—2019
该装置可以吸收电能，这些电能可以被储存一段时间并且被释放，过程中可能伴随着能量形态的转换。
电磁兼容electromagneticcompatibility，EMC设备或系统在电磁环境中自身能够正常工作，且不对外部环境中其他设备产生电磁干扰的能力。[IEC60050-161：1990，定义161-01-07]3.10
electromagneticdisturbance
电磁干扰
任何可能引起装置、设备或系统性能降低或者对生物或非生物产生不良影响的电磁现象。［IEC60050-161.1990，定义161-01-05]3.11
高压highvoltage;HV
交流电力系统中35kV以上的电压等级。注：改写GB/T2900.50—2008，定义A-01-01.3.12
intentionalisland
计划孤岛
计划中的自动保护或者电网调度员的人为操作，或者二者同时发生而产生的孤岛，目的是保障对电力系统的某一部分持续供电。
［IEC60050-617:2017，定义617-04-17]3.13
（电力系统的）互联interconnection（ofelectricpowersystems）通过电路和(或）变压器使输电系统之间的电力和电量得以在这些系统工程交换的一条或多条输电联结。
注：改写GB/T2900.87—2011，定义617-03-083.14
（电力系统中的）孤岛island（inanelectricpowersystem）与相连的电力系统的其他部分分离，但仍然保持带电运行的电力系统的一部分。注1：孤岛可能是自动保护装置动作造成的结果，也可能是有意操作的结果。注2：电源和负载可以是用户所拥有和(或)公共电网所拥有的。注3：改写GB/T2900.87—2011，定义617-04-12。3.15
独立型微电网isolatedmicrogrid由多个负载及分布式能源互相连接组成的本地电力系统，其电压为配电电压等级，暂时不能与更大公用电网进行连接。
注1：独立型微电网主要用于海岛或农村供电。注2：能与主网相连的微电网又称为并网型微电网。[IEC60050-617:2017，定义617-04-23]］3.16Www.bzxZ.net
低压lowvoltage;LV
用于配电的交流电力系统中1kV及其以下的电压等级。［GB/T2900.50—2008，定义601-01-26]］3
NB/T10149—2019
mediumvoltage;MV
低压和高压之间的所有电压等级。注：配电系统中的中压一般指高于1kV和低于35kV(含）的电压。[IEC60050-601：1985，定义601-01-28］3.18
微电网
microgrid
具有明确电气边界的多个分布式能源和负载互联，为单一可控的系统，既可以运行在并网模式也可以运行在孤岛模式。
注：这个定义既包括公用的配电微电网，也包括用户自有的微电网设施，[IEC60050：2017,定义617-04-22］3.19
microgrid energymanagement system微电网能量管理系统
对微电网中电源和负载运行进行控制的系统。IEC60050:2017.定义617-04-25
标称值nominalvalue
用以标志或识别系统参数的给定值。注：改写GB/T156—2017，定义2.1。3.21
并网点pointofconnection;POC
用户的电力设备与电力系统的连接参考点。注1：本部分中，并网点指的是微电网接人电力系统的点。注2：改写GB/T2900.87—2011，定义617-04-01。3.22
功率因数
powerfactor
在周期状态下，有功功率P的绝对值与视在功率S的比值：IP
注1：正弦状态下，功率因数是有功因数的绝对值。注2：改写GB/T2900.74—2008，定义131-11-46。3.23
电能质量
tpowerquality
在电力系统给定点上，电流和电压特性偏离基准技术参数的程度。注：在某些情况下，参数可能涉及电力系统的供电与连接到这些电力系统的负荷之间的兼容性。[GB/T2900.87—2011，定义617-01-05]3.24
可靠性
reliability
在给定条件下和给定时间间隔内，电力系统能够完成所要求的功能的概率。注1：可靠性描述电力系统在一个较长的时间周期内提供连续、充足、几乎不中断的供电服务的能力。注2：可靠性是电力系统设计与运行的总体目标。[GB/T2900.87—2011，定义617-01-01]4
可再生能源renewableenergy
能够持续补充且不会耗尽的一次能源。注1：可再生能源的例子：风能、太阳能、地热、水力。注2：化石燃料是不可再生的。
［GB/T2900.87—2011，定义617-04-11]3.26
安全性security
NB/T10149—2019
电力系统在运行中发生异常的情况下，不致引起损失负荷、系统元件所受应力超过额定值、母线电压或系统频率超出允许范围、失稳、电压崩溃或相继跳闸等后果的能力。注1：这种能力可用一个或几个合适的指标来度量。注2；这一概念通常用于大电力系统。[GB/T2900.87—2011，定义617-01-02]3.27
品unintentionalisland
非计划孤岛
电网调度人员没有预期到的情况下形成的孤岛。[IEC60050-617：2017，定义617-04-18］3.28
厂内耦合点in-plantpointofcoupling;IPC电网或设施中与特定负载最近的电气连接点，该连接点已有或者可以实现负载连接注：IPC通常用于电磁兼容性评价。［IEC61000-2-4：2002，定义3.1.7］4运行模式
4.1概要
微电网应根据具体的应用需求来设计。4.2并网型微电网
4.2.1基本要求
孤岛模式下，应确保敏感负荷的正常运行，并且不损害公用电网的完整性和安全性。根据GB/T32507一2016，敏感负荷即为对电能质量的要求超过电能质量标准规定范围内的负荷。微电网在切换运行模式的过程中，电压和频率宜保持在可接受的范围内，并且保护系统应可靠动作。4.2.2并网模式
4.2.2.1基本要求
DER以及微电网内其他元件应遵循DER并网要求。不论微电网的拓扑结构以及并网点和DER接口保护的接口设置如何，DER应能够在IECTS62786规定的工作范围内运行。并网模式下，微电网作为一个整体应遵循与微电网内DER相同的要求，4.2.2.2电压响应特性
并网模式下，工作电压的要求应参考IECTS62786。根据当地的要求，容量高于一定水平的DER5
NB/T10149—2019
应具备承受系统电压偏差的能力。4.2.2.3频率响应特性
并网模式下，运行频率的要求应参考IECTS62786。根据当地的要求，容量高于一定水平的DER应具备承受系统频率偏差的能力。4.2.3孤岛模式
4.2.3.1电压响应特性
并网模式与孤岛模式下，为保证电压偏差在允许范围内，应及时调节微电网内部DER的有功与无功，从而控制输出电压。并网模式下，公用电网和DER都可以调节微电网电压。当微电网电压越限时，DER应及时做出响应。当微电网运行在孤岛模式时，应考虑以下重要因素：电容器组、电压调节器、电抗器、保护设备、不同容量及连接的变压器等辅助设备应正常运行；a)
负荷在稳态情况下的特性；
c）对非正常电压的承受能力；
配电网及微电网的特性，例如接地方式、等效电源短路阻抗、电压调节器、保护系统结构和自动d)
控制方式等：
测量、信息交换、电压控制系统等及其要求；e)
f）系统允许的动态稳定限值及无功备用。4.2.3.2频率响应特性
并网型微电网运行在孤岛模式时，应具备负荷跟随能力。孤岛模式下应通过DER和负荷管理手段来满足负荷需求，且DER的容量应足够大以确保重要负荷的正常运行。孤岛模式下，应至少有一个（或一组)可控的DER来提供参考频率。孤岛模式下的变流器控制系统的响应特性应与并网模式相同。除了DER的有功输出外，还可通过储能设备响应和切负荷等手段调节频率，将频率控制在允许的范围内。微电网运行在孤岛模式时应满足如下要求：a）DER输出功率和负荷功率之间的功率平衡；b）频率测量和调节能力；
c）负荷跟随、负荷管理、切负荷；d）负荷剧烈变动、DER退出或其他内部故障时，维持系统暂态稳定的能力。在低压条件下，应考虑无功功率与电压的函数关系Q(U)和有功功率与频率的函数关系P（f)之间不能实现解耦的情况。
4.2.4并网型微电网的模式切换
4.2.4.1基本要求
并网型微电网从并网模式切换到孤岛模式分为两种情况：计划孤岛切换和非计划孤岛切换。计划孤岛时微电网应能够实现无缝切换。当公用电网系统发生故障导致并网点电能质量超过限值，使微电网被动离网，称为非计划孤岛切换。微电网可具备黑启动能力，模式切换失败时可进行黑启动。如果在开断的瞬间，有充足的工作在U/模式的DER处于并网状态，并有一个快速切负荷系统迅速地将负荷量与孤岛的发电容量相匹配，则微电网具有维持可接受的电压连续性的能力。否则，微电网将终止运行，并需要一个黑启动操作序列来重新启动。6
4.2.4.2并网模式切换到孤岛模式NB/T10149—2019
在DER能够满足微电网内重要负荷的供电要求条件下，并网型微电网可从公用电网断开并运行于孤岛模式。对于计划孤岛切换，切换时间和过渡过程需要与相关方面进行协调：a）电压支撑
为避免系统出现严重的电压波动，微电网应配有足够容量的无功补偿装置。主要DER应运行于Q(U)模式为系统提供电压支撑。b）频率支撑
为避免系统出现严重的频率波动，微电网应具备有功功率自动调节能力。主要DER应运行于P(f)模式为系统提供频率支撑。4.2.4.3孤岛模式切换到并网模式孤岛模式下，微电网应通过同期继电器检测公用电网的电压幅值、频率和与微电网之间的相位差值。当从孤岛模式切换到并网模式时，应采用同步控制方法，使电压幅值和频率向期望方向调节。当公用电网和微电网之间的电压幅值、频率和相角的差值在允许范围内时，同期继电器可以闭合接口开关：完成微电网从孤岛模式到并网模式的切换。当微电网不具备上文所要求的能力时，应等到下次满足同期条件时再进行同步控制。如果需要紧急同步，同步并网控制应切除连接的DER，使微电网不再带电然后再闭合接口开关。当微电网用户可以接受同期条件之外闭合接口开关的影响，且取得相关电网调度许可，即使微电网不完全满足同期条件也可闭合接口开关。
4.3独立型微电网
4.3.1一般要求
当大量可再生能源接人后，独立型微电网应能保证一定水平的电能质量和可靠性。独立型微电网的结构
独立型微电网仅包括DER、负荷和其他控制及监视设备，与公用电网没有任何电气连接。独立型微电网的架构应满足如下要求：a）应确保系统运行的稳定性和安全性；b）如有重要负荷应为其提供稳定的供电；c）应尽可能提高系统运行的经济性4.3.3电压响应特性
当独立型微电网的电压超过限值时，DER应及时响应以确保系统可靠性。DER应具备承受一定时间异常电压的能力。当电压偏差超出允许范围，保护装置应将微电网内的DER切除。同时，电储能系统应能及时提供足够的无功功率以减少电压偏差。4.3.4频率响应特性
独立型微电网内应至少有一个可控的DER为其提供频率支撑。当频率超出限值时，DER应及时响应以确保电能质量以及保证供电可靠性。同时，电能储存系统应及时提供充足的有功功率以减少系统的频率偏差。
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