PD IEC TR 60919——线路换流器高压直流（HVDC）系统性能技术报告系列

⚡ PD IEC TR 60919 是英国标准学会（BSI）以国际电工委员会（IEC）技术报告 IEC/TR 60919 为依据发布的英国实施文件，针对带线路换流器（Line-Commutated Converter, LCC）的高压直流（HVDC）输电系统性能。该系列由英国技术委员会 PEL/22「电力电子」参与制定，归口 ICS 29.200（整流器、变换器）与 29.240.99（其他输电与配电设备），为 HVDC 系统的稳态/动态性能、故障与开关操作以及交流侧动态电压控制提供技术指导，是直流输电系统设计、运行与性能评估的重要依据。

一、系列构成与总体框架 📌

PD IEC TR 60919 系列由 3 个部分组成，分别对应系统稳态与动态性能、故障与开关操作及交流侧动态电压控制。Part 1 与 Part 2 分别经 IEC 修正案 A1 更新（2013、2015 年），因此引用时务必核对含修正案的现行版本。各部分均以技术报告（Technical Report）形式发布，属参考性文件而非强制标准。

二、系统稳态与动态性能：Part 1 的要求 ⚙️

Part 1 规定 HVDC 系统的类型及其稳态与动态性能要求，涵盖系统拓扑、额定值定义、控制特性与环境信息等多个方面：

• HVDC 系统类型：包括背靠背（back-to-back）系统、单极大地/金属回线系统、双极地/金属回线系统、每极两组 12 脉波换流器、串联电容器补偿 HVDC 系统等多种拓扑。
• 稳态性能：规定换流器在正常运行工况下的电流、电压、功率与功率因数特性，并给出额定功率、额定电流与额定电压的定义及方向约定。
• 动态性能：规定系统在扰动、负荷变化下的动态响应与稳定性，明确功率阶跃变化与频率控制的要求。
• 控制特性：描述换流器控制（如定电流、定功率、定熄弧角控制）及其对性能的影响，并给出直流开关操作与换流变压器接法的考虑。

Part 1 还规定了换流器运行所需的环境信息（Environment information），以及不同系统拓扑下额定功率的计算方法（含带输电线路系统与背靠背系统的区别）。这些规定为系统设计与验收提供了量化依据。

2.1 系统拓扑与性能考核

系统拓扑的选择直接决定稳态性能指标。例如，双极系统在单极故障时可降容运行，而背靠背系统则用于两个异步电网的互联，不涉及直流输电线路。每极两组 12 脉波换流器的结构可降低谐波、提高可靠性。串联电容器补偿的 HVDC 系统则用于改善输电能力与稳定性。工程设计中应结合输送容量、输电距离与电网结构综合选择。

三、故障与开关操作：Part 2 的要求 🚨

Part 2 规定 HVDC 系统在故障（Faults）与开关操作（Switching）条件下的性能与响应，并给出瞬态性能规范（Transient performance specifications）的大纲。它从”无故障开关操作瞬态”与”系统故障”两条主线展开：

Part 2 关注故障与操作过程中换流器与电网的相互作用，为保护整定、运行方式安排与瞬态性能考核提供参考。故障分类的准确界定是选择保护策略与整定值的前提。

四、交流侧动态电压控制：Part 3 的要求 📉

Part 3 规定 HVDC 换流站的交流侧动态电压控制及其与无功电源的相互作用，同时给出动态性能规范大纲与交流系统潮流/频率控制要求：

Part 3 帮助设计者评估 HVDC 换流站接入交流电网后的电压稳定与无功平衡，特别是在弱交流系统与大负荷波动场景下的电压支撑能力，从而保障系统安全运行。

五、工程实践与应用要点 🛠️

• 🔍 系统设计：按 Part 1 选择系统拓扑与控制策略，满足稳态与动态性能要求，并计算额定功率与损耗。
• 🔧 保护整定：按 Part 2 分析无故障开关瞬态与系统故障特性，合理整定保护与恢复逻辑，避免误动与拒动。
• 📊 无功与电压规划：按 Part 3 配置滤波器、电容器与电抗器，评估接入点电压稳定性，平衡换流站无功需求。
• 📋 与 IGBT/VSC 技术对比：本系列针对线路换流器（LCC），采用全控器件的柔性直流（VSC-HVDC）另有标准体系，选型时应区分两类换流技术。

六、常见问题解答 ❓