風電場接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定

1、 風電場有功功率

1.1 基本要求

風電場具有功功率調(diào)節(jié)能力，并能根據(jù)電網(wǎng)調(diào)度部門指令控制其有功功率輸出。為了實現(xiàn)對風電場有功功率的控制，風電場需安裝有功功率控制系統(tǒng)，能夠接收并自動執(zhí)行調(diào)度部門遠方發(fā)送的有功出力控制信號，確保風電場最大輸出功率及功率變化率不超過電網(wǎng)調(diào)度部門的給定值。

1.2 最大功率變化率

風電場應(yīng)限制輸出功率的變化率。最大功率變化率包括1min功率變化率和10min功率變化率，具體限值可參照表1。

表1 風電場最大功率變化率推薦值

在風電場并網(wǎng)以及風速增長過程中，風電場功率變化率應(yīng)當滿足此要求。這也適用于風電場的正常停機，但可以接受因風速降低(或超出最大風速)而引起的超出最大變化率的情況。風電場最大功率變化率的確定也可根據(jù)風電場所接入系統(tǒng)的狀況、其他電源的調(diào)節(jié)特性、風電機組運行特性等，由電網(wǎng)運營企業(yè)和風電場開發(fā)運營企業(yè)共同確定。

1.3 緊急控制

在電網(wǎng)緊急情況下，風電場應(yīng)根據(jù)電網(wǎng)調(diào)度部門的指令來控制其輸出的有功功率，并保證風電場有功控制系統(tǒng)的快速性和可靠性。

a) 電網(wǎng)故障或特殊運行方式下要求降低風電場有功功率，以防止輸電設(shè)備發(fā)生過載，確保電力系統(tǒng)穩(wěn)定性。

b) 當電網(wǎng)頻率高于50.5Hz時，依據(jù)電網(wǎng)調(diào)度部門指令降低風電場有功功率，嚴重情況下可以切除整個風電場。

c) 在事故情況下，若風電場的運行危及電網(wǎng)安全穩(wěn)定，電網(wǎng)調(diào)度部門有權(quán)暫時將風電場解列。事故處理完畢，電網(wǎng)恢復正常運行狀態(tài)后，應(yīng)盡快恢復風電場的并網(wǎng)運行。

2、風電場無功功率

2.1 無功電源

a) 風電場應(yīng)具備協(xié)調(diào)控制機組和無功補償裝置的能力，能夠自動快速調(diào)整無功總功率。風電場的無功電源包括風電機組和風電場的無功補償裝置。首先充分利用風電機組的無功容量及其調(diào)節(jié)能力，僅靠風電機組的無功容量不能滿足系統(tǒng)電壓調(diào)節(jié)需要的，在風電場集中加裝無功補償裝置。

b) 風電場無功補償裝置能夠?qū)崿F(xiàn)動態(tài)的連續(xù)調(diào)節(jié)以控制并網(wǎng)點電壓，其調(diào)節(jié)速度應(yīng)能滿足電網(wǎng)電壓調(diào)節(jié)的要求。

2.2 無功容量

a) 風電場在任何運行方式下，應(yīng)保證其無功功率有一定的調(diào)節(jié)容量，該容量為風電場額定運行時功率因數(shù)0.98(超前)～0.98(滯后)所確定的無功功率容量范圍，風電場的無功功率能實現(xiàn)動態(tài)連續(xù)調(diào)節(jié)，保證風電場具有在系統(tǒng)事故情況下能夠調(diào)節(jié)并網(wǎng)點電壓恢復至正常水平的足夠無功容量。

b) 百萬千瓦級及以上風電基地，其單個風電場無功功率調(diào)節(jié)容量為風電場額定運行時功率因數(shù)0.97(超前)～0.97(滯后)所確定的無功功率容量范圍。

c) 通過風電匯集升壓站接入公共電網(wǎng)的風電場，其配置的容性無功補償容量能夠補償風電場滿發(fā)時送出線路上的無功損耗;其配置的感性無功補償容量能夠補償風電場空載時送出線路上的充電無功功率。

d) 風電場無功容量范圍在滿足上述要求下可結(jié)合每個風電場實際接入情況通過風電場接入電網(wǎng)專題研究來確定。

3、 風電場電壓范圍

3.1 電壓偏差

當風電場并網(wǎng)點的電壓偏差在-10%～+10%之間時，風電場內(nèi)的風電機組應(yīng)能正常運行。

3.2 運行要求

a) 當風電場并網(wǎng)點電壓偏差超過+10%時，風電場的運行狀態(tài)由風電場所選用風電機組的性能確定。

b) 當風電場并網(wǎng)點的閃變值滿足國家標準GB12326-2008《電能質(zhì)量電壓波動和閃變》、諧波值滿足國家標準GB/T14549-1993《電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波》、三相電壓不平衡度滿足國家標準GB/T15543-2008《電能質(zhì)量三相電壓不平衡》的規(guī)定時，風電場內(nèi)的風電機組應(yīng)能正常運行。

4、 風電場電壓調(diào)節(jié)

a) 風電場應(yīng)配置無功電壓控制系統(tǒng)，根據(jù)電網(wǎng)調(diào)度部門指令控制并網(wǎng)點電壓。

b) 風電場應(yīng)當能夠在其容量范圍內(nèi)，控制風電場并網(wǎng)點電壓在額定電壓的-3%～+7%。

c) 風電場參與電壓調(diào)節(jié)的方式包括調(diào)節(jié)風電場的無功功率和調(diào)整風電場升壓變電站主變壓器的變比;風電場變電站的主變壓器應(yīng)采用有載調(diào)壓變壓器。分接頭切換可手動控制或自動控制，根據(jù)電網(wǎng)調(diào)度部門的指令進行調(diào)整。

5、 風電場低電壓穿越

5.1 基本要求

圖1為對風電場的低電壓穿越要求。風電場并網(wǎng)點電壓在圖中電壓輪廓線及以上的區(qū)域內(nèi)時，場內(nèi)風電機組必須保證不間斷并網(wǎng)運行;并網(wǎng)點電壓在圖中電壓輪廓線以下時，場內(nèi)風電機組允許從電網(wǎng)切出。

圖1 風電場低電壓穿越要求的規(guī)定

規(guī)定的風電場低電壓穿越要求為：

a) 風電場內(nèi)的風電機組具有在并網(wǎng)點電壓跌至20%額定電壓時能夠保持并網(wǎng)運行625ms的低電壓穿越能力;

b) 風電場并網(wǎng)點電壓在發(fā)生跌落后3s內(nèi)能夠恢復到額定電壓的90%時，風電場內(nèi)的風電機組保持并網(wǎng)運行。對于目前尚不具備低電壓穿越能力且已投運的風電場，應(yīng)積極開展機組改造工作，以具備低電壓穿越能力。

5.2 有功恢復

對故障期間沒有切出電網(wǎng)的風電場，其有功功率在故障切除后快速恢復，以至少10%額定功率/秒的功率變化率恢復至故障前的值。

6、 風電場運行頻率

風電場可以在表2所示電網(wǎng)頻率偏離下運行：

表2 風電場頻率異常允許運行時間

7、 風電場電能質(zhì)量

風電場電能質(zhì)量的相關(guān)要求主要依據(jù)引用文件制定。如果風電場供電區(qū)域內(nèi)存在對電能質(zhì)量有特殊要求的重要用戶，可提高對風電場電能質(zhì)量的相關(guān)要求。

7.1 電壓偏差

風電場接入電力系統(tǒng)后，并網(wǎng)點的電壓正、負偏差的絕對值之和不超過額定電壓的10%，一般應(yīng)為額定電壓的-3%～+7%。限值也可由電網(wǎng)運營企業(yè)和風電場開發(fā)運營企業(yè)根據(jù)電網(wǎng)特點、風電場位置及規(guī)模等共同確定。

7.2 電壓變動

風電場在公共連接點引起的電壓變動d(%)應(yīng)當滿足表3的要求。

表3 電壓變動限值

注：r表示電壓變動頻度，指單位時間內(nèi)電壓變動的次數(shù)(電壓由大到小或由小到大各算一次變動)。同一方向的若干次變動，如間隔時間小于30ms，則算一次變動。

7.3 閃變

風電場所接入的公共連接點的閃變干擾值應(yīng)滿足GB12326-2008《電能質(zhì)量電壓波動和閃變》的要求，其中風電場引起的長時間閃變值Plt按照風電場裝機容量與公共連接點上的干擾源總?cè)萘恐冗M行分配。

7.4 諧波

應(yīng)配備長期的電能質(zhì)量監(jiān)測設(shè)備，委托有資質(zhì)單位定期測試，以滿足電壓質(zhì)量指標。

當風電場采用帶電力電子變換器的風電機組或無功補償設(shè)備時，需要對風電場注入系統(tǒng)的諧波電流作出限制。

風電場所在的公共連接點的諧波注入電流應(yīng)滿足GB/T14549-1993《電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波》的要求，其中風電場向電網(wǎng)注入的諧波電流允許值按照風電場裝機容量與公共連接點上具有諧波源的發(fā)/供電設(shè)備總?cè)萘恐冗M行分配。

8、 風電場模型和參數(shù)

8.1 風電場模型

風電場開發(fā)商應(yīng)提供風電機組、電力匯集系統(tǒng)及風電機組/風電場控制系統(tǒng)可用于系統(tǒng)仿真計算的模型及參數(shù)，用于風電場接入電力系統(tǒng)的規(guī)劃、設(shè)計及調(diào)度運行。

8.2 參數(shù)變化

風電場應(yīng)跟蹤風電場各個元件模型和參數(shù)的變化情況，并隨時將最新情況反饋給電網(wǎng)調(diào)度部門。

9、 風電場通信與信號

9.1 基本要求

風電場的二次設(shè)備及系統(tǒng)應(yīng)符合電力二次部分技術(shù)規(guī)范、電力二次部分安全防護要求及相關(guān)設(shè)計規(guī)程。

風電場與電網(wǎng)調(diào)度部門之間的通信方式、傳輸通道和信息傳輸由電網(wǎng)調(diào)度部門作出規(guī)定，包括提供遙測、遙信信號以及其他安全自動裝置的種類，提供信號的方式和實時性要求等。

9.2 正常運行信號

在正常運行情況下，風電場向電網(wǎng)調(diào)度部門提供的信號至少應(yīng)當包括：

a) 單個風電機組運行狀態(tài);

b) 風電場實際運行機組數(shù)量和型號;

c) 風電場并網(wǎng)點電壓;

d) 風電場高壓側(cè)出線的有功功率、無功功率、電流;

e) 高壓斷路器和隔離開關(guān)的位置;

f) 風電場的實時風速和風向。

9.3 故障信息記錄與傳輸

在風電場變電站需要安裝故障記錄裝置，記錄故障前10s到故障后60s的情況。該記錄裝置應(yīng)該包括必要數(shù)量的通道，并配備至電網(wǎng)調(diào)度部門的數(shù)據(jù)傳輸通道。

10、 風電場接入電網(wǎng)檢測

10.1 基本要求

a) 風電場在申請接入電網(wǎng)檢測前需已具備并提供土地、質(zhì)檢和環(huán)保等部門出具的審批證明以及風電機組的設(shè)計模型、參數(shù)、特性和控制系統(tǒng)等資料。

b) 風電場接入電網(wǎng)檢測由具備相應(yīng)資質(zhì)的機構(gòu)進行，并在檢測前30日將檢測方案報所接入電網(wǎng)調(diào)度部門備案。

c) 當接入同一并網(wǎng)點的風電場裝機容量超過40MW時，需要向電網(wǎng)調(diào)度部門提供正式檢測報告;累計新增裝機容量超過40MW，則需要重新提交正式檢測報告。

d) 風電場應(yīng)當在全部機組并網(wǎng)調(diào)試運行后3個月內(nèi)向電網(wǎng)調(diào)度部門提供有關(guān)風電場運行特性的檢測報告。

e) 調(diào)度運行部門要求的其它并網(wǎng)調(diào)試項目。

10.2 檢測內(nèi)容

a) 有功/無功控制能力檢測。

b) 電能質(zhì)量檢測，包含電壓變動、閃變與諧波。

c) 風電場低電壓穿越能力的驗證。