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风电场接入电网技术规定

来源:晨炜电力科技有限公司 发布时间:2022-01-17 05:40:38 浏览次数:


1、 风电场有功功率

1.1 基本要求

风电场具有功功率调节能力,并能根据电网调度部门指令控制其有功功率输出。为了实现对风电场有功功率的控制,风电场需安装有功功率控制系统,能够接收并自动执行调度部门远方发送的有功出力控制信号,确保风电场最大输出功率及功率变化率不超过电网调度部门的给定值。

1.2 最大功率变化率

风电场应限制输出功率的变化率。最大功率变化率包括1min功率变化率和10min功率变化率



在风电场并网以及风速增长过程中,风电场功率变化率应当满足此要求。这也适用于风电场的正常停机,但可以接受因风速降低(或超出最大风速)而引起的超出最大变化率的情况。风电场最大功率变化率的确定也可根据风电场所接入系统的状况、其他电源的调节特性、风电机组运行特性等,由电网运营企业和风电场开发运营企业共同确定。

1.3 紧急控制

在电网紧急情况下,风电场应根据电网调度部门的指令来控制其输出的有功功率,并保证风电场有功控制系统的快速性和可靠性。

a) 电网故障或特殊运行方式下要求降低风电场有功功率,以防止输电设备发生过载,确保电力系统稳定性。

b) 当电网频率高于50.5Hz时,依据电网调度部门指令降低风电场有功功率,严重情况下可以切除整个风电场。

c) 在事故情况下,若风电场的运行危及电网安全稳定,电网调度部门有权暂时将风电场解列。事故处理完毕,电网恢复正常运行状态后,应尽快恢复风电场的并网运行。

2、风电场无功功率

2.1 无功电源

a) 风电场应具备协调控制机组和无功补偿装置的能力,能够自动快速调整无功总功率。风电场的无功电源包括风电机组和风电场的无功补偿装置。首先充分利用风电机组的无功容量及其调节能力,仅靠风电机组的无功容量不能满足系统电压调节需要的,在风电场集中加装无功补偿装置。

b) 风电场无功补偿装置能够实现动态的连续调节以控制并网点电压,其调节速度应能满足电网电压调节的要求。

2.2 无功容量

a) 风电场在任何运行方式下,应保证其无功功率有一定的调节容量,该容量为风电场额定运行时功率因数0.98(超前)~0.98(滞后)所确定的无功功率容量范围,风电场的无功功率能实现动态连续调节,保证风电场具有在系统事故情况下能够调节并网点电压恢复至正常水平的足够无功容量。

b) 百万千瓦级及以上风电基地,其单个风电场无功功率调节容量为风电场额定运行时功率因数0.97(超前)~0.97(滞后)所确定的无功功率容量范围。

c) 通过风电汇集升压站接入公共电网的风电场,其配置的容性无功补偿容量能够补偿风电场满发时送出线路上的无功损耗;其配置的感性无功补偿容量能够补偿风电场空载时送出线路上的充电无功功率。

d) 风电场无功容量范围在满足上述要求下可结合每个风电场实际接入情况通过风电场接入电网专题研究来确定。

3、 风电场电压范围

3.1 电压偏差

当风电场并网点的电压偏差在-10%~+10%之间时,风电场内的风电机组应能正常运行。

3.2 运行要求

a) 当风电场并网点电压偏差超过+10%时,风电场的运行状态由风电场所选用风电机组的性能确定。

b) 当风电场并网点的闪变值满足国家标准GB12326-2008《电能质量电压波动和闪变》、谐波值满足国家标准GB/T14549-1993《电能质量公用电网谐波》、三相电压不平衡度满足国家标准GB/T15543-2008《电能质量三相电压不平衡》的规定时,风电场内的风电机组应能正常运行。

4、 风电场电压调节

a) 风电场应配置无功电压控制系统,根据电网调度部门指令控制并网点电压。

b) 风电场应当能够在其容量范围内,控制风电场并网点电压在额定电压的-3%~+7%。

c) 风电场参与电压调节的方式包括调节风电场的无功功率和调整风电场升压变电站主变压器的变比;风电场变电站的主变压器应采用有载调压变压器。分接头切换可手动控制或自动控制,根据电网调度部门的指令进行调整。

5、 风电场低电压穿越

5.1 基本要求

图1为对风电场的低电压穿越要求。风电场并网点电压在图中电压轮廓线及以上的区域内时,场内风电机组必须保证不间断并网运行;并网点电压在图中电压轮廓线以下时,场内风电机组允许从电网切出。


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规定的风电场低电压穿越要求为:

a) 风电场内的风电机组具有在并网点电压跌至20%额定电压时能够保持并网运行625ms的低电压穿越能力;

b) 风电场并网点电压在发生跌落后3s内能够恢复到额定电压的90%时,风电场内的风电机组保持并网运行。对于目前尚不具备低电压穿越能力且已投运的风电场,应积极开展机组改造工作,以具备低电压穿越能力。

5.2 有功恢复

对故障期间没有切出电网的风电场,其有功功率在故障切除后快速恢复,以至少10%额定功率/秒的功率变化率恢复至故障前的值。

6、 风电场运行频率

风电场可以在表2所示电网频率偏离下运行:


7、 风电场电能质量

风电场电能质量的相关要求主要依据引用文件制定。如果风电场供电区域内存在对电能质量有特殊要求的重要用户,可提高对风电场电能质量的相关要求。

7.1 电压偏差

风电场接入电力系统后,并网点的电压正、负偏差的绝对值之和不超过额定电压的10%,一般应为额定电压的-3%~+7%。限值也可由电网运营企业和风电场开发运营企业根据电网特点、风电场位置及规模等共同确定。

7.2 电压变动

风电场在公共连接点引起的电压变动d(%)应当满足表3的要求。



注:r表示电压变动频度,指单位时间内电压变动的次数(电压由大到小或由小到大各算一次变动)。同一方向的若干次变动,如间隔时间小于30ms,则算一次变动。

7.3 闪变

风电场所接入的公共连接点的闪变干扰值应满足GB12326-2008《电能质量电压波动和闪变》的要求,其中风电场引起的长时间闪变值Plt按照风电场装机容量与公共连接点上的干扰源总容量之比进行分配。

7.4 谐波

应配备长期的电能质量监测设备,委托有资质单位定期测试,以满足电压质量指标。

当风电场采用带电力电子变换器的风电机组或无功补偿设备时,需要对风电场注入系统的谐波电流作出限制。

风电场所在的公共连接点的谐波注入电流应满足GB/T14549-1993《电能质量公用电网谐波》的要求,其中风电场向电网注入的谐波电流允许值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。

8、 风电场模型和参数

8.1 风电场模型

风电场开发商应提供风电机组、电力汇集系统及风电机组/风电场控制系统可用于系统仿真计算的模型及参数,用于风电场接入电力系统的规划、设计及调度运行。

8.2 参数变化

风电场应跟踪风电场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网调度部门。

9、 风电场通信与信号

9.1 基本要求

风电场的二次设备及系统应符合电力二次部分技术规范、电力二次部分安全防护要求及相关设计规程。

风电场与电网调度部门之间的通信方式、传输通道和信息传输由电网调度部门作出规定,包括提供遥测、遥信信号以及其他安全自动装置的种类,提供信号的方式和实时性要求等。

9.2 正常运行信号

在正常运行情况下,风电场向电网调度部门提供的信号至少应当包括:

a) 单个风电机组运行状态;

b) 风电场实际运行机组数量和型号;

c) 风电场并网点电压;

d) 风电场高压侧出线的有功功率、无功功率、电流;

e) 高压断路器和隔离开关的位置;

f) 风电场的实时风速和风向。

9.3 故障信息记录与传输

在风电场变电站需要安装故障记录装置,记录故障前10s到故障后60s的情况。该记录装置应该包括必要数量的通道,并配备至电网调度部门的数据传输通道。

10、 风电场接入电网检测

10.1 基本要求

a) 风电场在申请接入电网检测前需已具备并提供土地、质检和环保等部门出具的审批证明以及风电机组的设计模型、参数、特性和控制系统等资料。

b) 风电场接入电网检测由具备相应资质的机构进行,并在检测前30日将检测方案报所接入电网调度部门备案。

c) 当接入同一并网点的风电场装机容量超过40MW时,需要向电网调度部门提供正式检测报告;累计新增装机容量超过40MW,则需要重新提交正式检测报告。

d) 风电场应当在全部机组并网调试运行后3个月内向电网调度部门提供有关风电场运行特性的检测报告。

e) 调度运行部门要求的其它并网调试项目。

10.2 检测内容

a) 有功/无功控制能力检测。

b) 电能质量检测,包含电压变动、闪变与谐波。

c) 风电场低电压穿越能力的验证。