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国家电网风电场接入电网技术规定(试行)

2012-08-04 11:39
逆光飞舞
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  1        范围

  本规定提出了风电场接入电网的技术要求。

  本规定适用于国家电网公司经营区域内通过110(66)千伏及以上电压等级与电网连接的新建或扩建风电场。

  对于通过其他电压等级与电网连接的风电场,也可参照本规定。

  2        规范性引用文件

  下列文件中的条款通过本规定的引用而成为本规定的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本规定;凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用范围于本规定。

  GB 12326-2000   电能质量 电压波动和闪变

  GB/T 14549-1993 电能质量 公用电网谐波

  GB/T 12325-2003 电能质量 供电电压允许偏差

  GB/T 15945-1995 电能质量 电力系统频率允许偏差

  DL 755-2001    电力系统安全稳定导则

  SD 325-1989    电力系统电压和无功技术导则

  国务院令第115号  电网调度管理条例(1993)

  3 电网接纳风电能力

  (1)风电场宜以分散方式接入系统。在风电场接入系统设计之前,要根据地区风电发展规划,对该地区电网接纳风电能力进行专题研究,使风电开发与电网建设协调发展。

  (2)在研究电网接纳风电的能力时,必须考虑下列影响因素:

  a)电网规模

  b)电网中不同类型电源的比例及其调节特性

  c)负荷水平及其变化特性

  d)风电场的地域分布、可预测性与可控制性

  (3)在进行风电场可行性研究和接入系统设计时,应充分考虑电网接纳风电能力专题研究的结论。为便于运行管理和控制,简化系统接线,风电场到系统第一落点送出线路可不必满足“N-1”要求。

  4 风电场有功功率

  (1)基本要求

  在下列特定情况下,风电场应根据电力调度部门的指令来控制其输出的有功功率。

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

  2)当电网频率过高时,如果常规调频电厂容量不足,可降低风电场有功功率。

  (2)最大功率变化率

  最大功率变化率包括1min功率变化率和10min功率变化率,具体限值可参照表1,也可根据风电场所接入系统的电网状况、风力发电机组运行特性及其技术性能指标等,由电网运营企业和风电场开发运营企业共同确定。

  表1 风电场最大功率变化率推荐值

  风电场装机容量(MW)10min最大变化量(MW)1min最大变化量(MW)

  〈30            20            6

  30-150       装机容量/1.5       装机容量/5

  〉150           100           30

  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而引起的超出最大变化率的情况。

  (3)事故解列

  在紧急事故情况下,电力调度部门有权临时将风电场解列。一旦事故处理完毕,应立即恢复风电场的并网运行。

  5 风电场无功功率

  (1)当风电机组运行在不同的输出功率时,风电机组的可控功率因数变化范围应在-0.95~+0.95之间。

  (2)风电场无功功率的调节范围和响应速度,应满足风电场并网点电压调节的要求。原则上风电场升压变电站高压侧功率因数按1.0配置,运行过程中可按-0.98~+0.98控制。

  (3)风电场的无功电源包括风力发电机组和风电场的无功补偿装置。首先应当充分利用风力发电机组的无功容量及其调节能力,如果仅靠风力发电机组的无功容量不能满足系统电压调节需要,则需要考虑在风电场加装无功补偿装置。风电场无功补偿装置可采用分组投切的电容器或电抗器组,必要时采用可以连续调节的静止无功补偿器或其他更为先进的无功补偿装置。

  6 风电场运行电压

  (1)当风电场并网点的电压偏差在-10%~+10%之间时,风电场应能正常运行。

  (2)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力发电机组的性能确定。

  (3)当风电场并网点电压低于额定电压90%时,风电场应具有一定的低电压维持能力(低电压维持能力是指风电场在电压发生降低时能够维持并网运行的能力)。

  7 风电场电压调节

  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(当低压侧装有无功补偿装置时)。

  风电场无功功率应当能够在其容量范围内进行自动调节,使风电场变电站高压侧母线电压正、负偏差的绝对值之和不超过额定电压的10%,一般应控制在额定电压的-3%~7%。

  风电场变电站的主变压器宜采用有载调压变压器。分接头切换可手动控制或自动控制,根据电力调度部门的指令进行调整。

  8 风电场运行频率

  风电场可以在下列所示电网频率偏离下运行:

  表2 频率偏离下的风电场运行

  电网颁率范围            要求

  低于49Hz        根据风电场发电机组允许运行的最低频率而定。

  49Hz-49.5Hz      每次频率低于49.5Hz时要求至少能运行10分钟。

  49.5Hz-50.2Hz     连续运行。

  50.2Hz-51Hz      每次频率高于50.2Hz时,要求至少能运行2分钟;并且当频率高于50.2Hz时,没有其他的风力发电机组启动。

  高于51Hz        风电场机组逐步退出运行或根据电力调度部门的指令限功率运行。

  9 电能质量指标

  基于下列指标来评价风电场对电压质量的影响:电压偏差、电压变动、闪变和谐波。

  (1)电压偏差

  风电场接入电力系统后,应使公共连接点的电压正、负偏差的绝对值之和不超过额定电压的10%,一般应控制在额定电压的-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。

  (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。

  表3 电压变动限值

  r,h的负一次方    d(%)

  r≤1         3

  1<r≤10      2.5

  10<r≤100    1.5

  100<r≤1000  1.5

  注:

  (1)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。

  (3)闪变

  风电场所接入的公共连接点的闪变干扰允许值应满足GB12326一2000的要求,其中风电场引起的长时间闪变值P1t和短时间闪变值Pst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,或者按照与电网运营企业协商的方法进行分配。

  (4)谐波

  当风电场采用带电力电子变换器的风力发电机组时,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,或者按照与电网运营企业协商的方法进行分配。

  10 风电机组模型和参数

  (1)风电场应及时提供风电机组、电力汇集系统、控制系统的模型和参数,作为风电场接入系统设计的基础。

  (2)风电场应跟踪风电场各个元件模型和参数变化情况,并及时将最新情况反馈给电网运营企业。

  11 风电场通信与信号

  (1)基本要求

  风电场与电力调度部门之间的通信方式、传输通道和信息传输由双方协商一致后作出规定,包括提供遥测和遥信信号的种类,提供信号的方式和实时性要求等。

  (2)正常运行信号

  在正常运行情况下,风电场向电力调度部门提供的信号至少应当包括:

  1)风电场升压变电站高压侧母线电压

  2)每条高压出线的有功功率、无功功率、电流

  3)高压断路器和隔离开关的位置信号根据电力调度部门的需要,风电场还应提供如下信息:

  4)风电场的风速和风向

  5)风电场实际运行机组数量和型号

  (3)故障信息记录与传输

  在风电场变电站需要安装故障录波仪,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,并配备至电力调度部门的数据传输通道。

  (4)功率预报

  风电场应当研究并积累风电场输出功率的日变化及小时变化规律,逐步实现风电场输出功率预报,并不断提高预报精度。

  1)在电力调度部门制定日运行方式时,风电场应提供该日24小时的输出功率预报值(小时变化曲线)。

  2)在运行工程中,风电场应提供未来1~2小时内风电场的输出功率预报值。

  12 风电场接入电网测试

  (1)基本要求

  a)风电场接入电网的测试点为风电场并网点,必须有具备相应资质的单位或部门进行,并在测试前将测试方案报所接入电网管理部门备案。

  b)当接入同一并网点的风电场装机容量超过50MW时,需要提供测试报告;如果新增装机容量超过50MW,则需要重新提交测试报告。

  c)风电场应当在并网运行后6个月内向电力调度部门提供有关风电场运行特性的测试报告。

  (2)测试内容

  测试应按照国家或有关行业对风力发电机组运行制定的相关标准或规定进行,并必须包含以下内容:

  a)最大功率变化率

  b)电压偏差

  c)电压变动

  d)闪变

  e)谐波

  附则

  (1)本规定由国家电网公司组织中国电力科学研究院研究起草。

  (2)本规定自发布之日起执行。

  (3)本规定由国家电网公司负责解释。
 

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