《风电场接入电力系统技术规定》(GB/Z 19963—2011)是推荐性国家标准,标准要求比企标高。根据中国风电发展的现状,主要在以下几个方面进行了修订:风电功率预测;有功功率及其控制;无功功率容量范围;电压控制;低电压穿越能力;风电场二次部分;风电场接入电网测试。
1.范围
本标准规定了风电场接入电力系统的技术要求;本标准适用于通过110(66)kV及以上电压等级线路与电力系统连接的新建或扩建风电场;对于通过其他电压等级与电力系统连接的风电场,可参照执行。
2.规范性引用文件
《电能质量供电电压偏差》(GB/T 12325);《电能质量电压波动和闪变》(GB/T 12326);《电能质量公用电网谐波》(GB/T 14549);《电能质量电力系统频率偏差》(GB/T 15945);《电能质量三相电压不平衡》(GB/T 15543);国家电力监管委员会令第5号《电力二次系统安全防护规定》;《电网运行准则》(DL/T 1040)。
3.术语和定义
风电场并网点(point of connection of windfarm)风电场升压站高压侧母线或节点。
风电机组/风电场低电压穿越(low voltage ride through of windturbine/windfarm)当电力系统事故或扰动引起并网点电压跌落时,在一定的电压跌落范围和时间间隔内,风电机组/风电场能够保证不脱网连续运行。
4.风电场送出线路
为便于风电场的运行管理与控制,简化系统接线,风电场可采用一回线路接入电力系统。
5.风电场有功功率
(1)基本要求。风电场应符合DL/T 1040的规定,具备参与电力系统调频、调峰和备用的能力;风电场应配置有功功率控制系统,具备有功功率调节能力;当风电场有功功率在总额定出力的20%以上时,场内所有运行机组应能够实现有功功率的连续平滑调节,并能够参与系统有功功率控制;风电场应能够接收并自动执行电力系统调度机构下达的有功功率及有功功率变化的控制指令,风电场有功功率及有功功率变化应与电力系统调度机构下达的给定值一致。
(2)紧急控制。在电力系统事故或紧急情况下,风电场应根据电力系统调度机构的指令快速控制其输出的有功功率,必要时可通过安全自动装置快速自动降低风电场有功功率或切除风电场:①电力系统事故或特殊运行方式下;②当电力系统频率高于50.2 Hz时;③在电力系统事故或紧急情况下。
事故处理完毕,电力系统恢复正常运行状态后,风电场应按调度指令并网运行。
6.风电场功率预测(图5-4)
(1)基本要求。风电场应配置风电功率预测系统,系统具有0~72h短期风电功率预测以及15min~4h超短期风电功率预测功能。
(2)预测曲线上报。风电场每15min自动向电力系统调度机构滚动上报未来15min~4h的风电场发电功率预测曲线,预测值的时间分辨率为15min。风电场每天按照电力系统调度机构规定的时间上报次日0~24h风电场发电功率预测曲线,预测值的时间分辨率为15min。
7.风电场无功容量(无功电源)
风电场的无功电源包括风电机组及风电场无功补偿装置。风电场安装的风电机组应满足功率因数在超前0.95~滞后0.95的范围内动态可调。风电场要充分利用风电机组的无功容量及其调节能力;当风电机组的无功容量不能满足系统电压调节需要时,应在风电场集中加装适当容量的无功补偿装置,必要时加装动态无功补偿装置。
8.风电场电压控制
(1)基本要求。风电场应配置无功电压控制系统,具备无功功率调节及电压控制能力。根据电力系统调度机构指令,风电场自动调节其发出(或吸收)的无功功率,实现对风电场并网点电压的控制,其调节速度和控制精度应能满足电力系统电压调节的要求。
(2)控制目标。当公共电网电压处于正常范围内时,风电场应当能够控制风电场并网点电压在标称电压的97%~107%范围内。(www.xing528.com)
9.风电场低电压穿越(图5-5)
(1)基本要求。风电场并网点电压跌至20%标称电压时,风电场内的风电机组应保证不脱网连续运行625ms。风电场并网点电压在发生跌落后2s内能够恢复到标称电压的90%时,风电场内的风电机组应保证不脱网连续运行。
图5-5 风电低电压穿越
(2)有功恢复。对电力系统故障期间没有切出的风电场,其有功功率在故障清除后应快速恢复,自故障清除时刻开始,以至少10%额定功率/秒的功率变化率恢复至故障前的值。
(3)动态无功支撑能力。总装机容量在百万千瓦级规模及以上的风电场群,当电力系统发生三相短路故障引起电压跌落时,每个风电场在低电压穿越过程中应具有以下动态无功支撑能力:自并网点电压跌落出现的时刻起,动态无功电流控制的响应时间不大于75ms,持续时间应不少于550ms;风电场注入电力系统的动态无功电流I T≥1.5×(0.9-U T)I N,0.2≤U T≤0.9。
10.风电场运行适应性
(1)电压范围:当风电场并网点电压在标称电压的90%~110%之间时,风电机组应能正常运行;当风电场并网点电压超过标称电压的110%时,风电场的运行状态由风电机组的性能确定。当风电场并网点的闪变值满足GB/T 12326、谐波值满足GB/T 14549、三相电压不平衡度满足GB/T 15543的规定时,风电场内的风电机组应能正常运行。
(2)频率范围:见表5-2。
表5-2 风电场电能频率要求
11.风电场电能质量
(1)谐波。风电场所接入公共连接点的谐波注入电流应满足GB/T 14549的要求,其中风电场向电力系统注入的谐波电流允许值应按照风电场装机容量与公共连接点上具有谐波源的发/供电设备总容量之比进行分配。
(2)监测与治理。风电场应配置电能质量监测设备,以实时监测风电场电能质量指标是否满足要求;若不满足要求,风电场需安装电能质量治理设备,以确保风电场合格的电能质量。
12.风电场仿真模型和参数
(1)风电场仿真模型。风电场开发商应提供可用于电力系统仿真计算的风电机组、风电场汇集线路及风电机组/风电场控制系统模型及参数,用于风电场接入电力系统的规划设计及调度运行。
(2)参数变化。风电场应跟踪其各个元件模型和参数的变化情况,并随时将最新情况反馈给电力系统调度机构。
13.风电场二次系统
基本要求:风电场的二次设备及系统应符合电力二次系统技术规范、电力二次系统安全防护要求及相关设计规程;风电场与电力系统调度机构之间的通信方式、传输通道和信息传输由电力系统调度机构作出规定,包括提供遥测信号、遥信信号、遥控信号、遥调信号以及其他安全自动装置的信号,提供信号的方式和实时性要求等;风电场二次系统安全防护应满足国家电力监管委员会令第5号的有关要求。
信号、风电场继电保护及安全自动装置、风电场调度自动化、风电场通信运行正常。
14.风电场接入系统测试
(1)基本要求:当接入同一并网点的风电场装机容量超过40MW时,需要向电力系统调度机构提供风电场接入电力系统测试报告;累计新增装机容量超过40MW,需要重新提交测试报告。风电场在申请接入电力系统测试前需向电力系统调度机构提供风电机组及风电场的模型、参数和控制系统特性等资料。
(2)测试内容。风电场有功/无功控制能力测试。风电场电能质量测试,包含闪变与谐波。风电机组低电压穿越能力测试;风电场低电压穿越能力验证。风电机组电压、频率适应性测试;风电场电压、频率适应能力验证。
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