2023风力发电场无功配置及电压控制技术规范 第2部分：海上风电

风力发电场无功配置及电压控制技术规范第2部分：海上风电目  次278571范围 176842规范性引用文件 130923术语与定义 1217884无功电源 2142874.1基本要求 2122934.2海上风电机组 265004.3无功补偿装置。 337025无功容量配置 3261455.1基本要求 369575.2配置容量 3260636无功电压控制系统 4119806.1基本要求 4262626.2系统功能 478436.3调节性能 5207837电压控制 5324167.1控制要求 5264947.2控制模式 5225337.3故障穿越 518685附录A 6风力发电场无功配置及电压控制技术规范第2部分：海上风电范围本文件规定了海上风电场接入电力系统的无功电源、无功容量配置、自动电压控制系统，以及电压控制方面的技术要求。本标准适用于通过110kV及以上电压等级线路与电力系统连接的新建或扩建海上风电场。规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB38755电力系统安全稳定导则GB/T31464电网运行准则GB/T40427电力系统电压和无功电力技术导则GB/T40600风电场功率控制系统调度功能技术要求GB/T40594电力系统网源协调技术导则术语与定义下列术语和定义适用于本标准。海上风电场offshorewindfarm；offshorewindpowerplant由一批海上风电机组或风电机组群（包括机组单元变压器）、汇集线路、主升压变压器及其他设备组成的发电站。海上风电场并网点pointofconnectionofoffshorewindfarm与公共电网直接相连或经其他海上风电场接入公共电网的海上风电场陆上升压站/开关站高压侧母线或节点。海上风电场无功电源reactivepowersourceofoffshorewindfarm海上风电场内的风电机组、并联电容器、并联电抗器、静止无功补偿器、静止无功发生器、同步调相机、储能等无功补偿装置。包括发电机/调相机、新能源、储能、线路、电压源型换流器（VSC）、电网和用户无功补偿设备等可提供容性无功容量的设备。（根据GB/T40427电力系统电压和无功电力技术导则，有储能和线路）海上风电场无功容量reactivepowercapacityofoffshorewindfarm海上风电场内全部无功电源的无功容量总和，可分为容性无功容量和感性无功容量。海上风电场动态无功电流增量dynamicreactivecurrentincrementofoffshorewindfarm风电场低电压或高电压穿越期间向电力系统注入或吸收的无功电流相对于电压跌落或升高前问电力系统注入或吸收无功电流的变化量。注：动态无功电流均指容性无功电流。海上风电场无功电压控制调节时间regulationtimeofoffshorewindfarmreactivepower/voltagecontrol海上风电场无功电压控制系统自接收到电力系统调度机构实时下达(或预先设定〉的无功功率/电压控制指令开始，直到海上风电场实际无功功率/电压值达到并保持在允许的范围内所需的最短时间。海上风电场动态无功电流响应时间responsetimeofoffshorewindfarmdynamicreactivecurrent自并网点电压升高或降低达到触发设定值开始.直到海上风电场动态无功电流实际输出值的变化量到控制目标值与初始值之差的90%所需的时间。海上风电场动态无功补偿装置响应时间responsetimeofoffshorewindfarmdynamicreactivepowercompensationequipment海上风电场内动态无功补偿装置自并网点电压异常升高或者降低达到触发设定值开始，直到动态无功补偿装置实际输出值的变化量达到控制目标值与初始值之差的90%所需的时间。无功电源基本要求海上风电场的无功电源包括风电场中的风电机组和无功补偿装置，无功补偿装置包括并联电容器、并联电抗器、静止无功补偿器、静止无功发生器等。海上风电场要充分利用海上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电力系统电压调节器时.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。海上风电机组海上风电机组应具有一定的无功容量，宜满足图1所示要求，即无功功率在额定有功出力下功率因数超前0.95~滞后0.95确定的范围内动态连续可调。图1海上风电机组无功容量及调节能力范围要求海上风电场安装的风电机组应具备故障电压穿越能力和电网运行适应能力，满足GB/T19963的要求。无功补偿装置。在电网正常运行情况下，海上风电场无功补偿装置应适应电网各种运行方式变化和运行控制要求。海上风电场无功动态调整的响应速度应与场内风电机组故障穿越能力相匹配，确保在调节过程中风电机组不因电压异常而脱网。海上风电场内无功补偿装置的电压耐受能力应不低于海上风电场的故障穿越能力要求。海上风电场内配置的低压并联电容器组和电抗器组投切次数应能满足系统运行的要求。无功容量配置基本要求海上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。海上风电场配置的无功补偿装置类型及其容量范围应结合风电场实际接入情况研究确定。配置容量对于直接接入公共电网的海上风电场，其配置的容性无功容量能够补偿海上风电场满发时场内汇集线路、主变压器、高压海缆的感性无功及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海上风电场自身的容性充电无功功率及送出线路的一半充电无功功率。对于通过220kV海上风电汇集系统升压至500kV电压等级接入公共电网的海上风电场群中的海上风电场，其配置的容性无功容量应能够补偿海上风电场满发时场内汇集线路、主变压器、高压海缆的感性无功损耗及送出线路的全部感性无功损耗；其配置的感性无功容量能够补偿海上风电场自身的容性充电无功功率及送出线路的全部充电无功功率。经长距离交流海缆接入的海上风电场，宜在送出海缆首末两端配置高抗进行补偿，必要时在海缆中间配置无功中继站。输电电缆配置高压并联电抗器的补偿度应同时满足电缆载流量、过电压限制、无功平衡的要求，配置的地点可选择海上升压站侧和陆上开关站/集控中心侧，考虑载流量、电压波动率等约束条件。必要时可单独配置高抗补偿站。在海上风电并网发电比重较高的地区，海上风电场应提供短路容量支撑，必要时可加装步调相机等装置.其容量范围应结合海上风电场实际接入情况通过专题研究确定。采用柔性直流接入的海上风电场，应优先利用并网点换流站无功电压控制能力，必要时可适当配置无功补偿装置。无功电压控制系统基本要求海上风电场应配置无功电压控制系统。在电网正常运行或者扰动后动态恢复过程中，无功电压控制系统能根据电力系统调度机构实时下达（或预先设定）的指令，自动调节其发出（或吸收）的无功功率，控制海上风电场并网点电压或无功功率在要求的运行范围内。系统功能无功电压控制系统应有多种控制模式，包括恒电压模式、恒无功功率模式和恒功率因数模式等，具备根据运行需要在线切换模式的能力。无功电压控制系统应通过协调控制海上风电机组的无功出力、海上风电场无功补偿装置的投切或无功输出，以及海上风电场有载调压变压器分接头位置实现海上风电场的无功功率与电压调节。海上风电场无功电压控制系统应优先保证本场站高压并网点电压满足要求，保证风电机组电压在合格的范围内，并最大化动态无功补偿装置的备用容量。海上风电场无功电压控制系统的定值整定、单次调节步长应充分考虑风电场间的协同，并能根据新能源场站投产规模变化、运行方式变更等进行调整。通过柔直并网的海上风电场，柔直并网点的无功/电压控制模式应具备定无功、定电压和定功率因数控制模式，并可根据调度要求进行控制模式切换。海上风电场与柔直系统之间的无功/电压控制模式宜在柔直侧采用定电压控制，在风电场侧采用定无功控制模式。无功电压控制系统调节时间及控制精度应满足运行要求，应接受调度AVC主站下发的指令实现无功优化控制。无功优化控制至少考虑如下因素：在电网稳态情况下,系统应充分利用风电机组的无功调节能力,置换动态无功补偿装置已投入的无功功率,并使动态无功补偿装置预留合理的无功裕度；在保证电压合格的前提下,系统应根据网损最小原则,协调控制风电机组与无功补偿设备。合理配置并优化风电场内各节点的无功出力及电压水平,避免出现无功电流的不合理流动。调节性能海上风电场无功电压控制系统应满足GB/T40600的要求，无功功率控制精度不大于控制目标值的5%，无功功率控制目标值调节时间应不超过30s，电压控制精度不超过0.5kV（220kV及以下电压）或1kV（500kV及以上电压等级），电压目标值调节时间不超过120s。电压控制控制要求当公共电网电压处于正常范围内时，对于接入220kV及以下电压等级公共电网的海上风电场，海上风电场应能够控制其并网点电压在标称电压的97%~107%范围内；对于通过220kV风电汇集系统升压至500kV电压等级接入公共电网的风电场群的海上风电场，海上风电场应能够控制其并网点电压在标称电压的100%~110%范围内。海上风电场电压动态调节性能原则上应达到同步发电机水平。控制模式海上风电场主变压器宜采用有载调压变压器，其分接头选择、调压范围及每挡调压值，应满足风电场母线电压质量的要求，满足场内风电机组的正常运行要求。海上风电场动态无功补偿装置所连接变压器（如有）宜采用有载调压变压器，通过该变压器分接头调节动态无功补偿装置侧电压，确保动态无功补偿装置的正常运行。故障穿越海上风电场应具备GB/T19963规定的故障穿越能力，包括低电压穿越能力、高电压穿越能力、连续穿越能力，在电压考核范围内，海上风电场内的风电机组应保证不脱网连续运行。海上风电场在故障穿越期间应根据GB/T19963的要求提供正序动态无功电流支撑电压恢复，在系统发生不对称短路故障时从电网吸收负序动态无功电流抑制负序电压升高。存在过电压或无功电压振荡风险的海上风电场，其动态无功电流比例系数、故障发生后的响应时间、故障切除后的退出时间，以及有功恢复速率等参数、特性应通过专题分析进行优化。海上风电场所能承受的连续低-高电压穿越次数应考虑台风等极端天气下电网故障、重合闸不成功，以及调度强送等因素带来的短时间多次电压跌落的情况。通过柔直并网的海上风电场，其风机的故障穿越能力包括低电压穿越能力、高电压穿越能力、连续穿越能力应满足GB/T