新能源發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)標準

1-1-新能源發(fā)電并網(wǎng)及運行有關(guān)問題風電并網(wǎng)國家技術(shù)標準的產(chǎn)生2005年12月12日，我國首個風電場并網(wǎng)的指導(dǎo)性技術(shù)文件《風電場接入電力系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定》GB/Z19963-2005頒布實行?？紤]到當時的風電規(guī)模、機組制造水平，適當降低了對風電的要求，僅提出一些原則性的規(guī)定。風電并網(wǎng)技術(shù)標準GB/T19963-2011《風電場接入電力系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定》2012年6月開始實施。規(guī)定了通過110（66）kV及以上電壓等級線路與電力系統(tǒng)連接的新建或擴建風電場及技術(shù)要求。風電并網(wǎng)技術(shù)標準主要內(nèi)容配置風電功率預(yù)測系統(tǒng)配置無功電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)無功容量及調(diào)節(jié)速度滿足要求配置有功功率控制系統(tǒng)具有低電壓穿越能力電能質(zhì)量和電網(wǎng)適應(yīng)性符合要求二次系統(tǒng)及信息上傳符合技術(shù)規(guī)定風電場的并網(wǎng)檢測合格著重提出了LVRT要求和有功/無功控制要求，確保風電場的電網(wǎng)友好接入。并網(wǎng)標準修編的需求隨著近兩年來風電發(fā)展速度的增快、風電規(guī)模的擴大，風電場對電力系統(tǒng)的影響也越來越突出。、希望風電成為一種能預(yù)測、能控制、抗干擾的優(yōu)質(zhì)電源，電網(wǎng)友好型電源。1范圍本標準規(guī)定了風電場接入電力系統(tǒng)的技術(shù)要求。本標準適用于通過110（66）kV及以上電壓等級線路與電力系統(tǒng)連接的新建或擴建風電場。對于通過其他電壓等級與電力系統(tǒng)連接的風電場，可參照執(zhí)行。GB/T19963-2011《風電場接入電力系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定》2規(guī)范性引用文件下列文件對于本標準的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本標準。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本標準。GB/T12325電能質(zhì)量

供電電壓偏差GB/T12326電能質(zhì)量

電壓波動和閃變GB/T14549電能質(zhì)量

公用電網(wǎng)諧波GB/T15945電能質(zhì)量

電力系統(tǒng)頻率偏差GB/T15543電能質(zhì)量

三相電壓不平衡國家電力監(jiān)管委員會令第5號電力二次系統(tǒng)安全防護規(guī)定DL/T1040－2007電網(wǎng)運行準則3術(shù)語和定義風電場并網(wǎng)點pointofconnectionofwindfarm風電場升壓站高壓側(cè)母線或節(jié)點。風電場送出線路transmissionlineofwindfarm從風電場并網(wǎng)點至公共電網(wǎng)的輸電線路。有功功率變化activepowerchange一定時間間隔內(nèi)，風電場有功功率最大值與最小值之差（本標準規(guī)定了1min及10min有功功率變化）。風電機組/風電場低電壓穿越lowvoltageridethroughofwindturbine/Windfarm當電力系統(tǒng)事故或擾動引起電壓跌落時，在一定的電壓跌落范圍和時間間隔內(nèi)，風電機組/風電場能夠保證不脫網(wǎng)連續(xù)運行。4風電場送出線路為便于風電場的運行管理與控制，簡化系統(tǒng)接線，風電場可采用一回線路接入電力系統(tǒng)。5風電場有功功率5.1基本要求5.1.1

風電場應(yīng)符合DL/T1040電網(wǎng)運行準則的規(guī)定，具備參與電力系統(tǒng)調(diào)頻、調(diào)峰和備用的能力。5.1.2

風電場應(yīng)配置有功功率控制系統(tǒng)，具備有功功率調(diào)節(jié)能力。5.1.3

當風電場有功功率在總額定出力的20％以上時，場內(nèi)所有運行機組應(yīng)能夠?qū)崿F(xiàn)有功功率的連續(xù)平滑調(diào)節(jié)，并能夠參與系統(tǒng)有功功率控制。5.1.4風電場應(yīng)能夠接收并自動執(zhí)行電力系統(tǒng)調(diào)度機構(gòu)下達的有功功率及有功功率變化的控制指令，風電場有功功率及有功功率變化應(yīng)與電力系統(tǒng)調(diào)度機構(gòu)下達的給定值一致。有功功率設(shè)定值控制設(shè)定風電場在某一段時間段內(nèi)的有功功率輸出值，具體運行范圍由電力系統(tǒng)調(diào)度機構(gòu)確定，在風電場輸出功率大于75%額定功率時測試風電場跟蹤設(shè)定值運行的能力并給出測試曲線。下圖為設(shè)定值變化范圍曲線的示例。Q/GDW630-2011《風電場功率調(diào)節(jié)能力和電能質(zhì)量測試規(guī)程》

有功功率調(diào)節(jié)能力9測試條件風電場輸出功率達到其額定輸出功率的75%；測試前與當?shù)仉娋W(wǎng)調(diào)度部門溝通，確定該風電場有功功率設(shè)定值變化曲線；有功功率設(shè)定值測試需取消風電場有功功率變化限制。測試結(jié)果判定風電場有功功率設(shè)定值控制允許的最大偏差為風電場裝機容量的5%。響應(yīng)時間不超過120s，其為風電場有功功率從一個設(shè)定值最后一次進入下一個設(shè)定值允許偏差范圍之內(nèi)的時間。

有功功率調(diào)節(jié)能力Q/GDW630-2011《風電場功率調(diào)節(jié)能力和電能質(zhì)量測試規(guī)程》5.2正常運行情況下有功功率變化5.2.1風電場有功功率變化包括1min有功功率變化和10min有功功率變化。在風電場并網(wǎng)以及風速增長過程中，風電場有功功率變化應(yīng)當滿足電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的要求，其限值應(yīng)根據(jù)所接入電力系統(tǒng)的頻率調(diào)節(jié)特性，由電力系統(tǒng)調(diào)度機構(gòu)確定。5.2.2風電場有功功率變化限值的推薦值見下表，該要求也適用于風電場的正常停機。允許出現(xiàn)因風速降低或風速超出切出風速而引起的風電場有功功率變化超出有功功率變化最大限值的情況。5風電場有功功率5.2正常運行情況下有功功率變化5風電場有功功率風電場裝機容量（MW）10min有功功率變化最大限值（MW）1min有功功率變化最大限值（MW）<3010330～150裝機容量/3裝機容量/10>1505015

正常運行情況下風電場有功功率變化最大限值5.3緊急控制5.3.1在電力系統(tǒng)事故或緊急情況下，風電場應(yīng)根據(jù)電力系統(tǒng)調(diào)度機構(gòu)的指令快速控制其輸出的有功功率，必要時可通過安全自動裝置快速自動降低風電場有功功率或切除風電場；此時風電場有功功率變化可超出電力系統(tǒng)調(diào)度機構(gòu)規(guī)定的有功功率變化最大限值。a)電力系統(tǒng)事故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)備過載，確保電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行。b)當電力系統(tǒng)頻率高于50.2Hz時，按照電力系統(tǒng)調(diào)度機構(gòu)指令降低風電場有功功率，嚴重情況下切除整個風電場。

c)在電力系統(tǒng)事故或緊急情況下，若風電場的運行危及電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定，電力系統(tǒng)調(diào)度機構(gòu)應(yīng)按規(guī)定暫時將風電場切除。5.3.2事故處理完畢，電力系統(tǒng)恢復(fù)正常運行狀態(tài)后，風電場應(yīng)按調(diào)度指令并網(wǎng)運行。5風電場有功功率6風電場功率預(yù)測6.1基本要求風電場應(yīng)配置風電功率預(yù)測系統(tǒng)，系統(tǒng)具有0～72h短期風電功率預(yù)測以及15min～4h超短期風電功率預(yù)測功能。6.2預(yù)測曲線上報風電場每15min自動向電力系統(tǒng)調(diào)度機構(gòu)滾動上報未來15min～4h的風電場發(fā)電功率預(yù)測曲線，預(yù)測值的時間分辨率為15min。風電場每天按照電力系統(tǒng)調(diào)度機構(gòu)規(guī)定的時間上報次日0～24時風電場發(fā)電功率預(yù)測曲線，預(yù)測值的時間分辨率為15min。7風電場無功容量7.1無功電源7.1.1風電場的無功電源包括風電機組及風電場無功補償裝置。風電場安裝的風電機組應(yīng)滿足功率因數(shù)在超前0.95～滯后0.95的范圍內(nèi)動態(tài)可調(diào)。7.1.2風電場要充分利用風電機組的無功容量及其調(diào)節(jié)能力；當風電機組的無功容量不能滿足系統(tǒng)電壓調(diào)節(jié)需要時，應(yīng)在風電場集中加裝適當容量的無功補償裝置，必要時加裝動態(tài)無功補償裝置。P16沽源風機脫網(wǎng)事件的警示2011年11月16日22時22分44秒，500kV沽太一線發(fā)生相間故障，選B、C相直接跳三相。故障引起沽源地區(qū)15座風電場發(fā)生風機脫網(wǎng)，脫網(wǎng)風電機組共計790臺、損失風電電力共計1016MW。事故結(jié)束后沽源地區(qū)剩余運行風機144臺，占故障前運行風機總數(shù)的15.4%。錄波數(shù)據(jù)顯示500kV沽源站的220kV母線電壓跌落至額定電壓的43%；但220kV察北站、義緣站及其所帶一些風電場的三相電壓均跌落至額定電壓的20%以下，其中華錦、韓家莊兩個風場B相電壓瞬間跌落至額定電壓的1.3%左右。由于大批不具備低電壓穿越能力的機組在故障過程中吸收無功，造成義緣站和察北站及所接入的風電場故障期間電壓低于故障點電壓。P17華北電網(wǎng)風電裝機情況沽源風機脫網(wǎng)事故分析7.2無功容量配置7.2.1風電場的無功容量應(yīng)按照分（電壓）層和分（電）區(qū)基本平衡的原則進行配置，并滿足檢修備用要求。7.2.2

對于直接接入公共電網(wǎng)的風電場，其配置的容性無功容量能夠補償風電場滿發(fā)時場內(nèi)匯集線路、主變壓器的感性無功及風電場送出線路的一半感性無功之和，其配置的感性無功容量能夠補償風電場自身的容性充電無功功率及風電場送出線路的一半充電無功功率。7風電場無功容量7.2無功容量配置7.2.3

對于通過220kV（或330kV）風電匯集系統(tǒng)升壓至500kV（或750kV）電壓等級接入公共電網(wǎng)的風電場群中的風電場，其配置的容性無功容量能夠補償風電場滿發(fā)時場內(nèi)匯集線路、主變壓器的感性無功及風電場送出線路的全部感性無功之和，其配置的感性無功容量能夠補償風電場自身的容性充電無功功率及風電場送出線路的全部充電無功功率。7.2.4

風電場配置的無功裝置類型及其容量范圍應(yīng)結(jié)合風電場實際接入情況，通過風電場接入電力系統(tǒng)無功電壓專題研究來確定。7風電場無功容量8風電場電壓控制8.1基本要求風電場應(yīng)配置無功電壓控制系統(tǒng)，具備無功功率調(diào)節(jié)及電壓控制能力。根據(jù)電力系統(tǒng)調(diào)度機構(gòu)指令，風電場自動調(diào)節(jié)其發(fā)出（或吸收）的無功功率，實現(xiàn)對風電場并網(wǎng)點電壓的控制，其調(diào)節(jié)速度和控制精度應(yīng)能滿足電力系統(tǒng)電壓調(diào)節(jié)的要求。8.2控制目標當公共電網(wǎng)電壓處于正常范圍內(nèi)時，風電場應(yīng)當能夠控制風電場并網(wǎng)點電壓在標稱電壓的97％～107％范圍內(nèi)。8.3主變選擇風電場變電站的主變壓器宜采用有載調(diào)壓變壓器，通過主變壓器分接頭調(diào)節(jié)風電場內(nèi)電壓，確保場內(nèi)風電機組正常運行。5.風電場應(yīng)綜合考慮各種發(fā)電出力水平和接入系統(tǒng)各種運行工況下的穩(wěn)態(tài)、暫態(tài)、動態(tài)過程，配置足夠的動態(tài)無功補償容量，且動態(tài)調(diào)節(jié)的響應(yīng)時間不大于30ms。風電場應(yīng)確保場內(nèi)無功補償裝置的動態(tài)部分自動調(diào)節(jié)，確保電容器、電抗器支路在緊急情況下能快速正確投切。6.風電機組的無功功率和風電場無功補償裝置的投入容量，應(yīng)在各種運行工況下都能按照分層分區(qū)、基本平衡的原則在線動態(tài)調(diào)整。電力系統(tǒng)發(fā)生故障、并網(wǎng)點電壓出現(xiàn)跌落時，風電場應(yīng)動態(tài)調(diào)整機組無功功率和場內(nèi)無功補償容量，配合系統(tǒng)將并網(wǎng)點電壓和機端電壓快速恢復(fù)到正常范圍內(nèi)。風電場無功動態(tài)調(diào)整的響應(yīng)速度應(yīng)與風電機組高電壓穿越能力相匹配，確保在調(diào)節(jié)過程中風電機組不因高電壓而脫網(wǎng)。國家電網(wǎng)調(diào)[2011]974號《風電并網(wǎng)運行反事故措施要點》

風電場無功容量與電壓調(diào)節(jié)219風電場低電壓穿越9.1基本要求電力系統(tǒng)發(fā)生不同類型故障時，若風電場并網(wǎng)點考核電壓全部在下圖中電壓輪廓線及以上的區(qū)域內(nèi)，風電機組必須保證不脫網(wǎng)連續(xù)運行；否則，允許風電機組切出。9.2故障類型及考核電壓故障類型考核電壓三相短路故障風電場并網(wǎng)點線電壓兩相短路故障風電場并網(wǎng)點線電壓單相接地短路故障風電場并網(wǎng)點相電壓9風電場低電壓穿越249.3有功恢復(fù)對電力系統(tǒng)故障期間沒有切出的風電場，其有功功率在故障清除后應(yīng)快速恢復(fù)，自故障清除時刻開始，以至少10％額定功率/秒的功率變化率恢復(fù)至故障前的值。9.4動態(tài)無功支撐能力總裝機容量在百萬千瓦級規(guī)模及以上的風電場群，當電力系統(tǒng)發(fā)生三相短路故障引起電壓跌落時，每個風電場在低電壓穿越過程中應(yīng)具有以下動態(tài)無功支撐能力：a)當風電場并網(wǎng)點電壓處于標稱電壓的20％～90％區(qū)間內(nèi)時，風電場應(yīng)能夠通過注入無功電流支撐電壓恢復(fù)；自并網(wǎng)點電壓跌落出現(xiàn)的時刻起，動態(tài)無功電流控制的響應(yīng)時間不大于75ms，持續(xù)時間應(yīng)不少于550ms。b)風電場注入電力系統(tǒng)的動態(tài)無功電流

IT≥1.5×（0.9-UT

）IN

，（0.2≤UT

≤0.9），

式中：UT—風電場并網(wǎng)點電壓標幺值；IN—風電場額定電流。9風電場低電壓穿越

電壓控制風電機組應(yīng)具有多種控制模式，包括恒無功功率控制、恒功率因數(shù)控制和恒電壓控制等，具備根據(jù)運行需要自動切換控制模式的能力。風電機組應(yīng)具有表1所要求的高電壓穿越能力。Q/GDW風電場無功配置及電壓控制技術(shù)規(guī)定（報批稿）并網(wǎng)點工頻電壓值（pu）運行時間1.10<UT≦1.15具有每次運行2s能力1.15<UT≦1.20具有每次運行200ms能力1.20<UT退出運行

風電場故障穿越能力25對無功補償裝置運行要求風電場內(nèi)動態(tài)無功補償裝置應(yīng)按照表2中的要求運行。并網(wǎng)點工頻電壓值（pu）運行時間0.2≦UT≦0.9不少于低電壓持續(xù)時間0.9<UT≦1.10連續(xù)1.10<UT≦1.15具有每次運行5min能力1.15<UT≦1.20具有每次運行1min能力1.20<UT退出運行Q/GDW風電場無功配置及電壓控制技術(shù)規(guī)定（報批稿）26

風電場故障穿越能力2710風電場運行適應(yīng)性10.1電壓范圍10.1.1當風電場并網(wǎng)點電壓在標稱電壓的90％～110％之間時，風電機組應(yīng)能正常運行；當風電場并網(wǎng)點電壓超過標稱電壓的110％時，風電場的運行狀態(tài)由風電機組的性能確定。10.1.2當風電場并網(wǎng)點的閃變值滿足GB/T12326、諧波值滿足GB/T14549、三相電壓不平衡度滿足GB/T15543的規(guī)定時，風電場內(nèi)的風電機組應(yīng)能正常運行。10.2頻率范圍風電場應(yīng)在下表所示電力系統(tǒng)頻率范圍內(nèi)按規(guī)定運行：電力系統(tǒng)頻率范圍要

求低于48Hz根據(jù)風電場內(nèi)風電機組允許運行的最低頻率而定。48Hz～49.5Hz每次頻率低于49.5Hz時要求風電場具有至少運行30min的能力。49.5Hz～50.2Hz連續(xù)運行。高于50.2Hz每次頻率高于50.2Hz時，要求風電場具有至少運行5min的能力，并執(zhí)行電力系統(tǒng)調(diào)度機構(gòu)下達的降低出力或高周切機策略，不允許停機狀態(tài)的風電機組并網(wǎng)。2811風電場電能質(zhì)量11.1電壓偏差風電場并網(wǎng)點電壓正、負偏差絕對值之和不超過標稱電壓的10％，正常運行方式下，其電壓偏差應(yīng)在標稱電壓的－3％～＋7％范圍內(nèi)。11.2閃變風電場所接入公共連接點的閃變干擾值應(yīng)滿足GB/T12326的要求，其中風電場引起的長時間閃變值的限值應(yīng)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。2912風電場仿真模型和參數(shù)12.1風電場仿真模型風電場開發(fā)商應(yīng)提供可用于電力系統(tǒng)仿真計算的風電機組、風電場匯集線路及風電機組/風電場控制系統(tǒng)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。12.2參數(shù)變化風電場應(yīng)跟蹤其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力系統(tǒng)調(diào)度機構(gòu)。3013風電場二次系統(tǒng)13.1基本要求13.1.1風電場的二次設(shè)備及系統(tǒng)應(yīng)符合電力二次系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范、電力二次系統(tǒng)安全防護要求及相關(guān)設(shè)計規(guī)程。13.1.2風電場與電力系統(tǒng)調(diào)度機構(gòu)之間的通信方式、傳輸通道和信息傳輸由電力系統(tǒng)調(diào)度機構(gòu)作出規(guī)定，包括提供遙測信號、遙信信號、遙控信號、遙調(diào)信號以及其他安全自動裝置的信號，提供信號的方式和實時性要求等。13.1.3風電場二次系統(tǒng)安全防護應(yīng)滿足國家電力監(jiān)管委員會令第5號的有關(guān)要求。3113.2正常運行信號風電場向電力系統(tǒng)調(diào)度機構(gòu)提供的信號至少應(yīng)當包括以下方面：單個風電機組運行狀態(tài)；風電場實際運行機組數(shù)量和型號；風電場并網(wǎng)點電壓；風電場高壓側(cè)出線的有功功率、無功功率、電流；高壓斷路器和隔離開關(guān)的位置；風電場測風塔的實時風速和風向。13風電場二次系統(tǒng)Q/GDW風電場調(diào)度運行信息交換規(guī)范（報批稿）該標準規(guī)范了并網(wǎng)風電場（包括升壓站）調(diào)度運行信息交換的內(nèi)容、方式和技術(shù)要求，規(guī)定了相關(guān)術(shù)語和定義。3213.3風電場繼電保護及安全自動裝置13.3.1風電場繼電保護、安全自動裝置以及二次回路的設(shè)計、安裝應(yīng)滿足電力系統(tǒng)有關(guān)規(guī)定和反事故措施的要求。13.3.2對風電場送出線路，一般情況下在系統(tǒng)側(cè)配置分段式相間、接地故障保護，有特殊要求時，可配置縱聯(lián)電流差動保護。13.3.3風電場變電站應(yīng)配備故障錄波設(shè)備，該設(shè)備應(yīng)具有足夠的記錄通道并能夠記錄故障前10s到故障后60s的情況，并配備至電力系統(tǒng)調(diào)度機構(gòu)的數(shù)據(jù)傳輸通道。13風電場二次系統(tǒng)13.4風電場調(diào)度自動化13.4.1風電場應(yīng)配備計算機監(jiān)控系統(tǒng)、電能量遠方終端設(shè)備、二次系統(tǒng)安全防護設(shè)備、調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備等，并滿足電力二次系統(tǒng)設(shè)備技術(shù)管理規(guī)范要求。13.4.2風電場調(diào)度自動化系統(tǒng)遠動信息采集范圍按電網(wǎng)調(diào)度自動化能量管理系統(tǒng)（EMS）遠動信息接入規(guī)定的要求接入信息量。13.4.3風電場電能計量點（關(guān)口）應(yīng)設(shè)在風電場與電網(wǎng)的產(chǎn)權(quán)分界處，產(chǎn)權(quán)分界處按國家有關(guān)規(guī)定確定。計量裝置配置應(yīng)符合電力系統(tǒng)關(guān)口電能計量裝置技術(shù)管理規(guī)范要求。13.4.4風電場調(diào)度自動化、電能量信息傳輸宜采用主/備信道的通信方式，直送電力系統(tǒng)調(diào)度機構(gòu)。13.4.5風電場調(diào)度管轄設(shè)備供電電源應(yīng)采用不間斷電源裝置（UPS）或站內(nèi)直流電源系統(tǒng)供電，在交流供電電源消失后，不間斷電源裝置帶負荷運行時間應(yīng)大于40min。13.4.6對于接入220kV及以上電壓等級的風電場應(yīng)配置相角測量系統(tǒng)（PMU）。13風電場二次系統(tǒng)13.5風電場通信13.5.1風電場應(yīng)具備兩條路由通道，其中至少有一條光纜通道。13.5.2風電場與電力系統(tǒng)直接連接的通信設(shè)備（如光纖傳輸設(shè)備、脈