新能源发电并网技术标准

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,1,-,1,-,新能源发电并网及运行有关问题,风电并网国家技术标准的产生,2005,年,12,月,12,日，我国首个风电场并网的指导性技术文件,风电场接入电力系统技术规定,GB/Z19963-2005,颁布实行。,考虑到当时的风电规模、机组制造水平，适当降低了对风电的要求，仅提出一些原则性的规定。,风电并网技术标准,GB/T 19963-2011,风电场接入电力系统技术规定,2012,年,6,月开始实施。规定了,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,及技术要求,。,风电并网技术标准,主要内容,配置风电功率预测系统,配置无功电压调节系统,无功容量及调节速度满足要求,配置有功功率控制系统,具有低电压穿越能力,电能质量和电网适应性符合要求,二次系统及信息上传符合技术规定,风电场的并网检测合格,着重提出了,LVRT,要求和有功,/,无功控制要求，确保风电场的电网友好接入。,并网标准修编的需求,随着近两年来风电发展速度的增快、风电规模的扩大，风电场对电力系统的影响也越来越突出。、,希望风电成为一种能预测、能控制、抗干扰的优质电源，电网友好型电源。,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。,GB/T 19963-2011,风电场接入电力系统技术规定,2,规范性引用文件,下列文件对于本标准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标准。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本标准。,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 15945,电能质量,电力系统频率偏差,GB/T 15543,电能质量,三相电压不平衡,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,DL/T 1040,2007,电网运行准则,3,术语和定义,风电场并网点,point of connection of wind farm,风电场升压站高压侧母线或节点。,风电场送出线路,transmission line of wind farm,从风电场并网点至公共电网的输电线路。,有功功率变化,active power change,一定时间间隔内，风电场有功功率最大值与最小值之差（本标准规定了,1min,及,10min,有功功率变化）。,风电机组,/,风电场低电压穿越,low voltage ride through of wind turbine/Wind farm,当电力系统事故或扰动引起电压跌落时，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,5.1,基本要求,5.1.1,风电场应符合,DL/T 1040,电网运行准则的规定，具备参与电力系统调频、调峰和备用的能力。,5.1.2,风电场应,配置有功功率控制系统,，具备有功功率调节能力。,5.1.3,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,。,5.1.4,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。,有功功率设定值控制,设定风电场在某一段时间段内的有功功率输出值，具体运行范围由电力系统调度机构确定，在风电场输出功率大于,75%,额定功率时测试风电场跟踪设定值运行的能力并给出测试曲线。下图为设定值变化范围曲线的示例。,Q/GDW 630-2011,风电场功率调节能力和电能质量测试,规程,有功功率调节能力,9,测试条件,风电场输出功率达到其额定输出功率的,75%,；,测试前与当地电网调度部门沟通，确定该风电场有功功率设定值变化曲线；,有功功率设定值测试需取消风电场有功功率变化限制。,测试结果判定,风电场有功功率设定值控制允许的最大偏差为风电场装机容量的,5%,。响应时间不超过,120s,，其为风电场有功功率从一个设定值最后一次进入下一个设定值允许偏差范围之内的时间。,有功功率调节能力,Q/GDW 630-2011,风电场功率调节能力和电能质量测试,规程,5.2,正常运行情况下有功功率变化,5.2.1,风电场有功功率变化包括,1min,有功功率变化和,10min,有功功率变化。在风电场并网以及风速增长过程中，风电场有功功率变化应当满足电力系统安全稳定运行的要求，其限值应根据所接入电力系统的频率调节特性，由电力系统调度机构确定。,5.2.2,风电场有功功率变化限值的推荐值见下表，该要求也适用于风电场的正常停机。允许出现因风速降低或风速超出切出风速而引起的风电场有功功率变化超出有功功率变化最大限值的情况。,5,风电场有功功率,5.2,正常运行情况下有功功率变化,5,风电场有功功率,风电场装机容量（,MW,）,10min,有功功率变化最大限值（,MW,）,1min,有功功率变化最大限值（,MW,）,150,50,15,正常运行情况下风电场有功功率变化最大限值,5.3,紧急控制,5.3.1,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；此时风电场有功功率变化可超出电力系统调度机构规定的有功功率变化最大限值。,a),电力系统事故或特殊运行方式下要求降低风电场有功功率，以防止输电设备过载，确保电力系统稳定运行。,b),当电力系统频率高于,50.2Hz,时，按照电力系统调度机构指令降低风电场有功功率，严重情况下切除整个风电场。,c),在电力系统事故或紧急情况下，若风电场的运行危及电力系统安全稳定，电力系统调度机构应按规定暂时将风电场切除。,5.3.2,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。,5,风电场有功功率,6,风电场功率预测,6.1,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。,6.2,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,0,24,时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,7.1,无功电源,7.1.1,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。,7.1.2,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。,P,16,沽源风机脱网事件的警示,2011,年,11,月,16,日,22,时,22,分,44,秒，,500kV,沽太一线发生相间故障，选,B,、,C,相直接跳三相。,故障引起沽源地区,15,座风电场发生风机脱网，脱网风电机组共计,790,台,、损失风电电力共计,1016MW,。,事故结束后沽源地区剩余运行风机,144,台，占故障前运行风机总数的,15.4%,。,录波数据显示,500kV,沽源站的,220kV,母线电压跌落至,额定电压的,43%,；但,220kV,察北站、义缘站及其所带一些风电场的三相电压均跌落至额定电压的,20%,以下,，其中华锦、韩家庄两个风场,B,相电压瞬间跌落至,额定电压的,1.3%,左右,。,由于大批不具备低电压穿越能力的机组在故障过程中吸收无功，造成义缘站和察北站及所接入的风电场故障期间电压低于故障点电压。,P,17,华北电网风电装机情况,沽源风机脱网事故分析,7.2,无功容量配置,7.2.1,风电场的无功容量应按照分（电压）层和分（电）区基本平衡的原则进行配置，并满足检修备用要求。,7.2.2,对于直接接入公共电网的风电场，其配置的,容性无功,容量能够补偿风电场满发时场内汇集线路、主变压器的感性无功及风电场,送出线路的一半,感性无功之和，其配置的,感性无功,容量能够补偿风电场自身的容性充电无功功率及风电场,送出线路的一半充电无功,功率。,7,风电场无功容量,7.2,无功容量配置,7.2.3,对于通过,220kV,（或,330kV,）风电,汇集,系统升压至,500kV,（或,750kV,）,电压等级接入公共电网的风电场群中的风电场，其配置的,容性无功,容量能够补偿风电场满发时场内汇集线路、主变压器的感性无功及风电场,送出线路的全部感性无功,之和，其配置的,感性无功,容量能够补偿风电场自身的容性充电无功功率及风电场,送出线路的全部充电无功,功率。,7.2.4,风电场配置的无功装置,类型及其容量,范围应结合风电场实际接入情况，通过风电场接入电力系统,无功电压专题研究,来确定。,7,风电场无功容量,8,风电场电压控制,8.1,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,。,8.2,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。,8.3,主变选择,风电场变电站的主变压器宜采用有载调压变压器，通过主变压器分接头调节风电场内电压，确保场内风电机组正常运行。,5.,风电场应综合考虑各种发电出力水平和接入系统各种运行工况下的稳态、暂态、动态过程，配置足够的动态无功补偿容量，且,动态调节的响应时间不大于,30ms,。风电场应确保场内无功补偿装置的动态部分自动调节，确保电容器、电抗器支路在紧急情况下能快速正确投切。,6.,风电机组的无功功率和风电场无功补偿装置的投入容量，应在各种运行工况下都能按照分层分区、基本平衡的原则在线动态调整。电力系统发生故障、并网点电压出现跌落时，风电场应动态调整机组无功功率和场内无功补偿容量，配合系统将并网点电压和机端电压快速恢复到正常范围内。,风电场无功动态调整的响应速度应与风电机组高电压穿越能力相匹配，确保在调节过程中风电机组不因高电压而脱网。,国家电网调,2011 974,号,风电并网运行反事故措施要点,风电场无功容量与电压调节,21,9,风电场低电压穿越,9.1,基本要求,电力系统发生不同类型故障时，若风电场并网点考核电压全部在下图中电压轮廓线及以上的区域内，风电机组必须保证不脱网连续运行；否则，允许风电机组切出。,9.2,故障类型及考核电压,故障类型,考核电压,三相短路故障,风电场并网点线电压,两相短路故障,风电场并网点线电压,单相接地短路故障,风电场并网点相电压,9,风电场低电压穿越,24,9.3,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。,9.4,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：,a),当风电场并网点电压处于标称电压的,20,90,区间内时，风电场应能够通过注入无功电流支撑电压恢复；自并网点电压跌落出现的时刻起，动