GB/T 20320-2023風能發(fā)電系統(tǒng)風力發(fā)電機組電氣特性測量和評估方法

ICS27180

CCSF.11

中華人民共和國國家標準

GB/T20320—2023/IEC61400-21-12019

:

代替GB/T20320—2013

風能發(fā)電系統(tǒng)風力發(fā)電機組電氣特性

測量和評估方法

Windenergygenerationsystems—Electricalcharacteristicsmeasurementand

assessmentofwindturbines

IEC61400-21-12019Windenerenerationsstems—

(:,gygy

Part21-1Measurementandassessmentofelectricalcharacteristics—

:

WindturbinesIDT

,)

2023-05-23發(fā)布2023-12-01實施

國家市場監(jiān)督管理總局發(fā)布

國家標準化管理委員會

GB/T20320—2023/IEC61400-21-12019

:

目次

前言

…………………………Ⅸ

引言

…………………………Ⅺ

范圍

1………………………1

規(guī)范性引用文件

2…………………………1

術語和定義

3………………2

符號與單位

4………………10

縮略語

5……………………11

風力發(fā)電機組規(guī)格

6………………………12

測試條件和測試系統(tǒng)

7……………………12

總則

7.1…………………12

測試等級概述

7.2………………………12

測試有效性

7.3…………………………13

測試條件

7.4……………14

測試設備

7.5……………14

電氣特性測量及測試程序

8………………15

總則

8.1…………………15

電能質量測試

8.2………………………16

穩(wěn)態(tài)運行

8.3……………21

控制特性

8.4……………27

動態(tài)性能

8.5……………36

脫網測試

8.6……………42

附錄資料性報告格式樣本

A()…………47

概述

A.1………………47

測試項目基本信息

A.2………………47

電能質量測試

A.3……………………48

穩(wěn)態(tài)運行

A.4…………………………58

動態(tài)性能參見

A.5(8.5)………………73

脫網保護參見

A.6(8.6)………………78

附錄資料性電壓波動及閃變

B()………………………82

連續(xù)運行

B.1……………82

切換操作

B.2……………82

閃變測量程序的驗證性測試

B.3………………………83

定義詳解

B.4……………86

附錄規(guī)范性有功功率無功功率和電壓測量

C()、……………………88

通則

C.1…………………88

Ⅰ

GB/T20320—2023/IEC61400-21-12019

:

參考方向按照發(fā)電機慣例

C.2…………88

正序負序和零序分量計算

C.3、………………………89

附錄資料性諧波評估

D()………………94

通則

D.1…………………94

通用分析方法

D.2………………………94

確定系統(tǒng)中受空間諧波影響的諧波幅值

D.3DFAG………………101

附錄資料性風力發(fā)電機組和風力發(fā)電場電能質量評估

E()………102

總則

E.1………………102

電壓波動

E.2…………………………102

電流諧波間諧波和高頻分量

E.3、……………………104

附錄資料性同一產品平臺不同風力發(fā)電機組測試結果引用指南

F()……………105

參考文獻

……………………108

圖階躍響應示例

1…………………………8

圖測量系統(tǒng)主要部分

2…………………15

圖用于虛擬電壓仿真的虛擬電網示意圖

3……………16

圖有功功率與風速對應曲線示例

4()…………………22

圖每個風速區(qū)間內測量數(shù)據(jù)個數(shù)示例

5()……………23

圖每個功率區(qū)間內測量數(shù)據(jù)個數(shù)示例

6()……………23

圖不同電壓水平下風力發(fā)電機組的曲線示例

7PQ…………………26

圖有功功率參考值調整示意圖

8………………………28

圖有功功率階躍響應示例

9……………28

圖斜坡速率限制模式下可用有功功率與實測有功功率曲線示例

10…………………30

圖按照不同的測量點和參考頻率步長值的有功功率控制功能示例

11………………31

圖綜合慣量定義

12-……………………34

圖靜態(tài)誤差測試

13………………………35

圖動態(tài)響應測試示例

14()………………35

圖低電壓穿越測試設備示例

15…………37

圖風力發(fā)電機組空載時低電壓擾動的正序電壓誤差帶

16……………38

圖高電壓擾動正序電壓的誤差帶

17……………………38

圖阻容式高電壓穿越測試單元示例

18…………………39

圖低電壓穿越測試圖示例

19……………40

圖高電壓穿越測試圖示例

20……………41

圖過電壓或過頻率階梯斜坡測試示例

21………………44

圖過電壓或過頻率脈沖斜坡測試示例

22………………44

圖釋放時間測試示例

23…………………45

圖電壓短時間閃變值隨有功功率變化圖

A.1…………49

圖電網阻抗相角為時閃變系數(shù)隨有功功率變化圖

A.230°……………49

Ⅱ

GB/T20320—2023/IEC61400-21-12019

:

圖電網阻抗相角為時閃變系數(shù)隨有功功率變化圖

A.350°……………49

圖電網阻抗相角為時閃變系數(shù)隨有功功率變化圖

A.470°……………49

圖電網阻抗相角為時閃變系數(shù)隨有功功率變化圖

A.585°……………49

圖風速時啟動三相電壓有效值時間序列圖

A.6(××m/s)…………50

圖風速時啟動三相電流有效值時間序列圖

A.7(××m/s)…………50

圖風速時啟動有功功率與無功功率時間序列圖

A.8(××m/s)……50

圖額定有功功率時啟動三相電壓有效值時間序列圖

A.9……………51

圖額定有功功率時啟動三相電流有效值時間序列圖

A.10……………51

圖額定有功功率時啟動有功功率和無功功率時間序列圖

A.11………51

圖發(fā)電機切換至時三相電壓有效值時間序列圖

A.1212……………52

圖發(fā)電機切換至時三相電流有效值時間序列圖

A.1312……………52

圖發(fā)電機切換至時有功功率與無功功率時間序列圖

A.1412………52

圖發(fā)電機切換至時三相電壓時間序列圖

A.1521……………………52

圖發(fā)電機切換至時三相電流時間序列圖

A.1621……………………53

圖發(fā)電機切換至時有功功率與無功功率時間序列圖

A.1721………53

圖各次諧波電流分位數(shù)的最大值

A.1895%…………58

圖各頻率間諧波電流分位數(shù)的最大值

A.1995%……………………58

圖各頻率電流高頻分量分位數(shù)的最大值

A.2095%…………………58

圖功率曲線

A.21…………………………59

圖無功功率與有功功率

A.22……………60

圖曲線

A.23PQ…………………………60

圖最大電壓時的曲線

A.24PQ…………61

圖最小電壓時的曲線

A.25PQ…………62

圖平均電流不平衡度隨有功功率變化圖

A.261min…………………62

圖有功功率控制模式下靜態(tài)誤差評估測試期間有功功率參考值可用功率和實測功率時間

A.27,、

序列

……………………63

圖有功功率控制模式下靜態(tài)誤差評估測試期間風速時間序列

A.28,………………63

圖有功功率控制模式下穩(wěn)定時間測試期間有功功率參考值可用功率和實測功率時間

A.29,、

序列

……………………63

圖有功斜坡速率限制測試期間可用有功功率和實測有功功率時間序列

A.30,……64

圖有功斜坡速率限制測試期間風速時間序列

A.31,…………………64

圖斜坡速率限制測試期間可用有功功率和實測有功功率時間序列

A.32,…………65

圖斜坡速率限制測試期間風速時間序列

A.33,………65

圖斜坡速率限制測試期間可用有功功率和實測有功功率時間序列

A.34,…………66

圖斜坡速率限制測試期間風速時間序列

A.35,………66

圖斜坡速率限制測試期間可用有功功率和實測有功功率時間序列

A.36,…………66

圖斜坡速率限制測試期間風速時間序列

A.37,………67

Ⅲ

GB/T20320—2023/IEC61400-21-12019

:

圖電網頻率變化期間可用有功功率實測有功功率和參考有功功率時間序列

A.38,、………………67

圖風速時間序列

A.39……………………68

圖有功功率隨頻率變化實測值

A.40……………………68

圖電網頻率變化期間可用有功功率實測有功功率和參考有功功率時間序列

A.41,、………………68

圖風速時間序列

A.42……………………68

圖有功功率隨頻率變化實測值

A.43……………………69

圖測試PPP時可用有功功率實測有功功率電網頻率參考值時間

A.441:0.25n<<0.5n,、、

序列

……………………69

圖測試PPP時風速時間序列

A.451:0.25n<<0.5n,………………70

圖測試PPP時可用有功功率實測有功功率電網頻率參考值時間

A.462:0.25n<<0.5n,、、

序列

……………………70

圖測試PPP時風速時間序列

A.472:0.25n<<0.5n,…………………70

圖測試PP時可用有功功率實測有功功率電網頻率參考值時間序列

A.483:>0.8n,、、……………70

圖測試PP時風速時間序列

A.493:>0.8n,……………70

圖測試PP時可用有功功率實測有功功率電網頻率參考值時間序列

A.504:>0.8n,、、……………70

圖測試PP時風速時間序列

A.514:>0.8n,…………71

圖測試vv時可用有功功率實測有功功率電網頻率參考值時間序列

A.525:>n,、、………………71

圖測試vv時風速時間序列

A.535:>n,………………71

圖測試vv時可用有功功率實測有功功率電網頻率參考值時間序列

A.546:>n,、、………………71

圖測試vv時風速時間序列

A.556:>n,………………71

圖無功功率控制測試期間無功功率參考值和實測值時間序列圖

A.56,……………72

圖無功功率控制測試期間有功功率時間序列圖

A.57,………………72

圖無功功率動態(tài)響應測試期間無功功率參考值和實測值時間序列圖

A.58,………73

圖無功功率動態(tài)響應測試期間有功功率時間序列圖

A.59,…………73

圖被測風力發(fā)電機組未并網時電壓跌落上升期間三相電壓波形

A.60,/……………74

圖被測風力發(fā)電機組未并網時電壓跌落上升后恢復期間三相電壓波形

A.61,/……74

圖被測風力發(fā)電機組未并網時測試期間三相電壓有效值一個周波

A.62,()………74

圖被測風力發(fā)電機組未并網時測試期間電壓正序分量

A.63,………75

圖被測風力發(fā)電機組并網時電壓跌落上升期間三相電壓波形

A.64,/………………76

圖被測風力發(fā)電機組并網時電壓跌落上升后恢復期間三相電壓波形

A.65,/………76

圖被測風力發(fā)電機組并網時測試期間三相電壓有效值一個周波

A.66,()…………76

圖被測風力發(fā)電機組并網時測試期間基波正序和負序電壓

A.67,…………………77

圖被測風力發(fā)電機組并網時測試期間三相電流有效值一個周波

A.68,()…………77

圖被測風力發(fā)電機組并網時測試期間基波正序和負序電流

A.69,…………………77

圖被測風力發(fā)電機組并網時測試期間基波正序有功功率

A.70,……77

圖被測風力發(fā)電機組并網時測試期間基波正序無功功率

A.71,……77

圖被測風力發(fā)電機組并網時測試期間基波正序有功電流

A.72,……77

Ⅳ

GB/T20320—2023/IEC61400-21-12019

:

圖被測風力發(fā)電機組并網時測試期間基波正序無功電流

A.73,……78

圖被測風力發(fā)電機組并網時測試期間風速或可用功率

A.74,………78

圖故障重并網測試期間電壓時間序列

A.7510s………80

圖故障重并網測試期間包含恢復階段有功功率時間序列

A.7610s()………………80

圖故障重并網測試期間風速時間序列

A.7710s………80

圖故障重并網測試期間電壓時間序列

A.7860s………80

圖故障重并網測試期間包含恢復階段有功功率時間序列

A.7960s()………………80

圖故障重并網測試期間風速時間序列

A.8060s………80

圖故障重并網測試期間電壓時間序列

A.81600s……………………81

圖故障重并網測試期間包含恢復階段有功功率時間序列

A.82600s()……………81

圖故障重并網測試期間風速時間序列

A.83600s……………………81

圖連續(xù)運行期間風力發(fā)電機組閃變的測量程序

B.1…………………82

圖切換操作期間風力發(fā)電機組電壓變動和閃變的測量程序

B.2……83

圖采用發(fā)電機慣例時有功功率無功功率瞬時相電壓的瞬時相電流的正方向

C.1,、、………………88

圖采用發(fā)電機慣例時與瞬時相電壓和電流對應的各象限功率相量示例

C.2,………89

圖發(fā)電機慣例下的譜線相位角定義以次諧波α和α為例因此次

D.1(5I5=+120°U5=+170°,5

諧波相位角為φ

5=+170°-120°=+50°)……………………95

圖區(qū)間內聚合諧波幅值虛線與直接由周期窗口無聚合計算得到的幅值

D.210s()DFT10

點線比較

()………………………96

圖主導相位角比值比較

D.3(PAR)……………………97

圖通用型風力發(fā)電機的框圖來源

F.1(IEC61400-27-1)……………106

表測試等級

1……………12

表測量設備的要求

2……………………15

表每個風速區(qū)間內測量數(shù)據(jù)個數(shù)統(tǒng)計

310min………22

表每個功率區(qū)間內測量數(shù)據(jù)個數(shù)統(tǒng)計平均值

4(10min)……………23

表最大測量有功功率值

5………………24

表有功功率控制準確度測試結果

6……………………29

表有功功率參考值測試結果

7…………29

表有功功率斜坡速率計算

8……………31

表頻率相關的有功功率調節(jié)功能設置示例

9…………33

表靜態(tài)誤差測試

10………………………36

表動態(tài)響應測試

11………………………36

表電壓跌落示例

12………………………40

表電壓升高示例

13………………………41

表電網保護測試

14………………………43

表報告基本信息

A.1……………………47

Ⅴ

GB/T20320—2023/IEC61400-21-12019

:

表主要數(shù)據(jù)

A.2…………………………47

表額定參數(shù)

A.3…………………………48

表測試條件

A.4…………………………48

表各功率區(qū)間閃變系數(shù)百分位數(shù)

A.5(95%)…………48

表切入風速時啟動

A.6…………………50

表額定有功功率時啟動

A.7……………51

表發(fā)電機切換時最惡劣工況時啟動

A.8………………52

表基本測試信息

A.9……………………53

表各功率區(qū)間諧波分量百分位數(shù)

A.1010min(95%)………………53

表各功率區(qū)間間諧波分量百分位數(shù)

A.1110min(95%)……………55

表各功率區(qū)間高頻分量百分位數(shù)

A.1210min(95%)………………56

表有功功率隨風速變化情況

A.13………………………58

表測試數(shù)據(jù)功率區(qū)間分布

A.14…………58

表