《NB-风力发电机组电网适应性测试规程》

ICS

NB

中华人民共和国能源行业标准

NB/TXXXXX—XXXX

风力发电机组电网适应性测试规程

Testprocedureofwindturbinewindturbinegridadapatability

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（征求意见稿）

-XX-XX发布XXXX-XX-XX实施

国家能源局发布

NB/TXXXXX—XXXX

I

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风力发电机组电网适应性测试规程

1范围

本标准规定了风力发电机组电网适应性测试的基本要求、测试项目、测试设备、测试内容和测试方

法。

本标准适用于并网型风力发电机组。

2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。

GB1207电磁式电压互感器

GB1208电流互感器

GB/T12325电能质量供电电压偏差

GB/T12326电能质量电压波动和闪变

GB/T14549电能质量公用电网谐波

GB/T15543电能质量三相电压不平衡

GB/T15945电能质量电力系统频率偏差

GB/T17626.7电磁兼容试验和测量技术供电系统及所连设备谐波、间谐波的测量和测量仪器导

则

GB/T2900.53-2001电工术语风力发电机组

GB/T19963-2011风电场接入电力系统技术规定

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

风力发电机组电网适应性gridadaptabilityofwindturbine

风力发电机组在电网电压偏差、频率偏差、三相电压不平衡、电压波动和闪变、谐波电压情况下的

响应特性。

3.2

测试点testPoint

测试装置与被测风力发电机组出口变压器的连接点，位于风力发电机组出口变压器的高压侧。

3.3

空载测试no-loadtesting

1

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风力发电机组与电网断开的情况下，利用测试装置在测试点产生电压和频率变化的测试。

3.4

负载测试on-loadtesting

风力发电机组并网运行的情况下，利用测试装置在测试点产生电压和频率变化的测试。

4总则

本标准规定的风力发电机组电网适应性的试验项目包括：电压适应性（5.1）、频率适应性（5.2）、

三相电压不平衡适应性（5.3）、闪变适应性（5.4）和谐波电压适应性（5.5）。附录A为报告格式样本。

测试结果仅对特定配置的被测风力发电机组有效。其它机组配置，包括改变控制参数会导致测试结

果发生变化，需要另行评估。

5测试项目

5.1电压适应性

测试风力发电机组对电网电压偏差的适应能力。利用测试装置在测试点产生要求的电压偏差，测试

结果以图表形式表示。

测试报告中应包含机舱处风速、有功功率和被测风力发电机组实际运行时间等信息。由于测试点电

压可能受风力发电机组运行的影响，测试时电压设定值以空载测试时的电压值为准。

表1中所示为风力发电机组电压偏差适应性测试内容。

表1风力发电机组电压偏差适应性测试内容

电压设定值(p.u.)持续时间(min)

0.9030

0.9510

1.0010

1.0510

1.1030

5.2频率适应性

利用测试装置测试风力发电机组的频率适应能力，测试结果以图表形式表示。

测试报告中应包含机舱处风速、有功功率和被测风力发电机组实际运行时间信息。由于测试点频率

可能受风力发电机组运行的影响，测试时频率设定值以空载测试时的频率值为准。

表2中所示为风力发电机组频率适应性测试内容。

表2风力发电机组频率适应性测试内容

频率范围频率设定值持续时间(min)

低于48Hz机组允许运行的最低频率10

48Hz~49.5Hz48Hz30

49.5Hz~50.2Hz49.5Hz30

2

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50.2Hz30

高于50.2Hz50.5Hz5

注：当电网频率高于50.2Hz时，在风力发电机组停机状态下发送并网指令，测试风力发电机组是否能

够并网。

5.3三相电压不平衡适应性

本规程规定的三相电压不平衡为负序电压不平衡。

当测试点的三相电压不平衡度满足GB/T15543的规定时，风力发电机组应能正常运行。

测试风力发电机组对电网三相电压不平衡的适应能力。利用测试装置在测试点产生要求的三相电压

不平衡，测试结果以图表形式表示。

测试报告中应包含机舱处风速、有功功率和被测风力发电机组实际运行时间信息。由于测试点三相

电压不平衡度可能受风力发电机组运行的影响，测试时三相电压不平衡度设定值以空载测试时的不平衡

度为准。

表3中所示为风力发电机组三相电压不平衡适应性测试内容。

表3风力发电机组三相电压不平衡适应性测试内容

三相电压不平衡度设定值（%）持续时间（min）

2.030

4.01

5.4闪变适应性

当测试点的闪变值满足GB/T12326的规定时，风力发电机组应能正常运行。

测试风力发电机组对电网电压波动和闪变的适应能力。利用测试装置在测试点产生要求的电压波动

和闪变，测试结果以表格形式表示。

测试报告中应包含机舱处风速、有功功率和被测风力发电机组实际运行时间信息。由于测试点电压

可能受风力发电机组运行的影响，测试时闪变设定值以空载测试时的闪变值为准。

风力发电机组闪变适应性测试点选择参照GB/T12326的规定，确保闪变值Plt不小于1。

5.5谐波电压适应性

谐波电压适应性测试用于测试风力发电机组对电网谐波的适应能力。当测试点的谐波满足GB/T

14549的规定时，风力发电机组应能正常运行。

由于测试点的谐波电压可能受风力发电机组运行的影响，因此测试时电压谐波的设定值以空载测试

时的电压谐波值为准。

利用测试装置在测试点产生要求的谐波，测试结果以表格形式表示。由于测试点电压谐波可能受风

力发电机组运行的影响，测试时谐波设定值以空载测试时的谐波值为准。

对10kV和35kV电网，利用测试装置产生2~25次谐波，其它电压等级参考GB/T14549进行设置：

a)以电压总谐波畸变率考核，利用测试装置设置奇、偶次谐波组合，设置电压总谐波畸变率（10kV

为4%，35kV为3%），这种谐波组合下测试时间至少为10min；

b)以各次电压谐波含有率考核，利用测试装置设置奇次谐波含有率（单次谐波电压含有率，其它

次谐波为零，10kV为3.2%，35kV为2.4%），每种谐波组合下测试时间至少为2min；

3

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c)以各次电压谐波含有率考核，利用测试装置设置偶次谐波含有率（单次谐波电压含有率，其它

次谐波为零，10kV为1.6%，35kV为1.2%），每种谐波组合下测试时间至少为2min。

注：不含3k次谐波，k=1,2,3….

6测试设备

6.1测试装置

采用测试装置产生电压偏差、频率偏差、三相电压不平衡、电压波动和闪变、谐波电压，为电网适

应性测试提供条件。图1所示为一种测试装置，主要由低频扰动装置和高频扰动装置组成，其中低频扰

动装置可产生测试要求的电压、频率、三相电压不平衡、电压波动和闪变，高频扰动装置可产生测试要

求的谐波电压。

测试报告中应有关于测试装置的详细说明。

测试装置的运行条件和主要技术指标应能满足：

a)额定容量不小于被测风力发电机组容量；

b)电压调节范围不小于5.1节规定的电压范围，步长为额定电压的1%；

c)频率调节范围不小于5.2节规定的频率范围，步长为0.1Hz；

d)三相电压不平衡度不小于5.3节规定的三相电压不平衡范围，且幅值或相位可调；

e)谐波电压输出能力应覆盖5.5节规定的测试内容；

f)试验期间，测试装置接入电网侧的电压、频率波动不大于1%。

图1测试装置示意图

6.2测量设备

测量设备包括电压传感器，电流传感器，数据采集系统等设备。

数据采集系统用于测试数据的记录、计算及保存。测量设备每个通道采样率最小为6.4kHz，分辨

率至少为16bit。表4为测量设备精度的最低要求。

风速的测量采样频率不小于1Hz。

表4风力发电机组电网适应性测试中测量设备精度要求

设备准确度等级或最大允差参考标准

电压互感器1级GB1207

电流互感器1级GB1208

数据采集系统0.2级IEC62008

4

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7测试内容

7.1测试记录数据

在开展各项测试前，应确保风力发电机组处于正常运行状态。测试过程中应采集并记录风力发电机

组连续运行状态下的数据，至少应包括以下内容：

a)风力发电机组出口变压器高压侧三相电压、电流瞬时值；

b)风力发电机组出口变压器低压侧三相电压、电流瞬时值；

c)测试时间和测试时机舱处风速。

7.2计算参数指标

对应不同的测试项目，根据以上基础数据计算相应的参数指标：

a)电压适应性测试，计算电压有效值；

b)频率适应性测试，计算频率值；

c)三相电压不平衡适应性测试，计算电压不平衡度、电流不平衡度；

d)闪变适应性测试，计算闪变值Pst；

e)谐波电压适应性，计算电压总谐波畸变率和各次电压谐波畸变率。

8测试方法

8.1电压适应性

测试风力发电机组的电压偏差适应能力，测试内容见表1。

a)空载测试：测试时电网电压在0.9p.u.~1.1p.u.范围内调节，电压调整的步长为额定电压的1%，

每个步长至少应持续5s，记录每次调整时电压实测值与对应的调整参数。

b)负载测试：测试时每种工况的电压设定值对应的调整参数应与空载时保持一致。测试过程中风

力发电机组平均有功功率输出应在额定功率的10%以上。测试时采用以下步骤：

1)在额定频率条件下，调节测试装置输出为额定电压，从发出测试指令信号开始计时，测试

持续时间为10min；

2)在额定频率条件下，以额定电压的1%为步长逐步升高电压，每个步长至少应持续20s，当

电压升至1.05p.u.开始计时，测试持续时间为10min；

3)在额定频率条件下，以额定电压的1%为步长继续逐步升高电压，每个步长至少应持续20s，

当电压升至1.10p.u.时开始计时，测试持续时间为30min；

4)在额定频率条件下，调节测试装置输出为额定电压，以额定电压的1%为步长逐步降低电

压，每个步长至少应持续20s，当电压降至0.95p.u.时开始计时，测试持续时间为10min；

5)在额定频率条件下，以额定电压的1%为步长继续逐步降低电压，每个步长至少应持续20s，

当电压升至0.90p.u.时开始计时，测试持续时间为30min；

6)参照附录A.3记录测试结果。

8.2频率适应性

测试风力发电机组的频率适应能力，测试内容见表2。

a)空载测试：测试时电网频率在机组允许运行的最低频率至50.5Hz范围内调节，频率调整的步

长为0.1Hz，每个步长至少应持续5s，记录每次调整时频率实测值与对应的调整参数。

5

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b)负载测试：测试时每种工况的频率设定值对应的调整参数应与空载时保持一致。测试过程中风

力发电机组平均有功功率输出应在额定功率的10%以上。测试时采用以下步骤：

1)在额定电压条件下，调节测试装置从额定频率开始以0.1Hz为步长逐步升高频率，每个步

长至少应持续20s，当频率升至50.2Hz时开始计时，测试持续时间为30min；

2)在额定电压条件下，从50.2Hz开始以0.1Hz为步长继续逐步升高频率至50.5Hz，每个步

长至少应持续20s。如果频率在升至50.5Hz前风力发电机组脱网，则测试时记录从频率

为50.2Hz到风力发电机组停机的时间；若频率升至50.5Hz时风力发电机组未脱网，则在

频率为50.5Hz时维持5min后停止测试并停机；

3)在额定电压条件下，维持频率为50.5Hz，在停机状态下发送并网指令，测试风力发电机

组是否能够并网；

4)在额定电压条件下，调节测试装置从额定频率开始，以0.1Hz为步长逐步降低频率，每个

步长至少应持续20s，当频率降至49.5Hz时开始计时，测试持续时间为30min；

5)在额定电压条件下，调节测试装置从49.5Hz开始以0.1Hz为步长继续逐步降低频率，每

个步长至少应持续20s，当频率降至48Hz时开始计时，测试持续时间为30min；

6)在额定电压条件下，调节测试装置从48Hz开始以0.1Hz为步长继续逐步降低频率，每个

步长至少应持续20s，当频率降至风力发电机组允许运行的最低频率时开始计时，测试持

续时间为10min；

7)参照附录A.4记录测试结果。

8.3三相电压不平衡适应性

测试风力发电机组的三相电压不平衡适应能力，测试内容见表3。

a)空载测试：通过降低一相或两相电压幅值或相位产生三相不平衡电压，分别记录当三相负序电

压不平衡度为2.0%和4.0%时对应的调整参数。

b)负载测试：测试时每种工况的三相负序电压不平衡度设定值对应的调整参数应与空载时保持一

致。测试过程中风力发电机组平均有功功率输出应在额定功率的50%以上。测试时采用以下步

骤：

1)在额定电压和额定频率条件下保持风力发电机组正常运行，设定调整参数为空载测试时负

序电压不平衡度为2.0%所对应的调整参数，并开始计时，若风力发电机组未脱网，则持

续30min后停止测试；若风力发电机组脱网，记录测试持续时间和风力发电机组脱网时间；

2)在额定电压和额定频率条件下保持风力发电机组正常运行，设定调整参数为空载测试时负

序电压不平衡度为4.0%所对应的调整参数，并开始计时，若风力发电机组未脱网，则持

续1min后停止测试；若风力发电机组脱网，记录测试持续时间和风力发电机组脱网时间；

3)参照附录A.5记录测试结果。

8.4闪变适应性

测试风力发电机组的电压波动和闪变适应能力。

a)空载测试：设定电压波动幅度和电压波动频度至闪变值大于等于1，记录实测闪变值和对应的

调整参数。

b)负载测试：测试时电压波动幅度和电压波动频度设定值对应的调整参数应与空载时保持一致。

测试过程中风力发电机组平均有功功率输出应在额定功率的30%以上。测试时采用以下步骤：

1)在额定电压和额定频率条件下保持机组正常运行，设定与空载测试时相同的调整参数，并

开始计时，持续10min后若风力发电机组未脱网则停止测试；若风力发电机组脱网，记录

测试持续时间和风力发电机组脱网时间；

6

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2)参照附录A.6记录测试结果。

8.5谐波电压适应性

测试风力发电机组的谐波适应能力。

a)空载测试：设置电压总谐波畸变率为指定值，记录电压总谐波畸变率、各次谐波电压含有率和

对应的调整参数；设置各次谐波电压含有率（2-25次，3k次除外）为指定值，记录电压总谐

波畸变率、各次谐波电压含有率和对应的调整参数。

b)负载测试：测试时电压总谐波畸变率和各次谐波电压含有率对应的调整参数应与空载时保持一

致。测试过程中风力发电机组平均有功功率输出应在额定功率的50%以上。测试时采用以下

步骤：

1)在额定电压和额定频率条件下保持机组正常运行；

2)设定调整参数为空载测试时电压总谐波畸变率为指定值所对应的调整参数，并开始计时，

持续10min后若风力发电机组未脱网则停止测试；若风力发电机组脱网，记录测试持续

时间和风力发电机组脱网时间；

3)恢复电压和频率为额定条件并保持机组正常运行，设置调整参数为空载测试时第5次谐波

含有率为指定值所对应的调整参数，并开始计时，持续2min后若风力发电机组未脱网则

停止测试；若风力发电机组脱网，记录测试持续时间和风力发电机组脱网时间；

4)各奇次电压谐波（7~25次，3k次除外）的谐波电压适应性测试方法与第3步相同；

5)恢复电压和频率为额定条件并保持机组正常运行，设置调整参数为空载测试时第2次谐波

含有率为指定值所对应的调整参数，并开始计时，持续2min后若风力发电机组未脱网则

停止测试；若风力发电机组脱网，记录测试持续时间和风力发电机组脱网时间；

6)各偶次电压谐波（4~22次，3k次除外）的谐波电压适应性测试方法与第5步相同；

7)参照附录A.7记录测试结果。

7

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AA

附录A

（资料性附录）

报告格式样本

报告中的特性参数仅适用于特定配置的被测风力发电机组类型。其它机组配置，包括改变控制参数

会导致测试结果发生变化，需要另行评估。

A.1测试项目基本信息

风力发电机组制造商名称

风力发电机组型号

被测风力发电机组序列号

风电场名称

测试机构名称

测试地点

测试周期

测试标准

报告编号

A.2风力发电机组及其出口变压器信息

A.2.1风力发电机组基本信息

风力发电机组类型（水平轴/垂直轴）

叶片数目

风轮直径（m）

轮毂高度（m）

叶片控制（变桨/失速）

速度控制（定速/变速）

额定功率（kW）

额定风速（m/s）

额定视在功率（kVA）

额定电流（A）

额定电压（V）

额定频率（Hz）

A.2.2风力发电机组主要零部件信息

部件名称制造商类型型号序列号软件版本号

发电机

8

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变流器

主控系统

变桨系统

叶片

与电网适应性相关的

其它部件

A.2.3风力发电机组出口变压器额定数据

额定视在功率

额定电压（高压侧）

额定电压（低压侧）

短路阻抗

负载损耗

A.2.4其他信息

信息类型图表或文字描述

测试场地和电网连接情况描述

测试期间风力发电机组的检修、维护情况

测试风力发电机组描述，包括相关控制参数的设置

测试条件描述

测试设备描述

测量及分析软件描述

测试内容

测量设备校准证书

报告中参数、符号说明

报告编写、审核及批准信息

报告签发日期

A.3电压适应性

电压偏差(p.u.)时间(min)

设定值实际测量值设定时间机组运行时间

0.9030

0.9510

1.0010

1.0510

1.1030

图A.1电压适应性测试中被测风力发电机组的有功功率时间序列图

图A.2电压适应性测试中风速时间序列图

A.4频率适应性

9

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频率时间(min)

频率范围

设定值实际测量值设定时间机组运行时间

机组允许运行的

低于48Hz10

最低频率

48Hz~49.5Hz48Hz30

49.5Hz30

49.5Hz~50.2Hz

50.2Hz30

高于50.2Hz50.5Hz5

图A.3频率适应性测试中被测风力发电机组的有功功率时间序列图

图A.4频率适应性测试中风速时间序列图

A.5三相电压不平衡适应性

三相电压不平衡度（%）三相电流不平衡度（%）时间（min）

设定值实际测量值实际测量值设定时间机组运行时间

2.030

4.01

图A.5三相电压不平衡适应性测试中被测风力发电机组的有功功率时间序列图

图A.6三相电压不平衡适应性测试中风速时间序列图

A.6闪变适应性

电压波动电压波动

闪变值Plt时间(min)

幅度(%)频度(次/min)

实际实际实际机组

设定值设定值设定值设定时间

测量值测量值测量值运行时间

10

图A.7闪变适应性测试中被测风力发电机组的有功功率时间序列图

图A.8闪变适应性测试中风速时间序列图

A.7谐波适应性

A.7.1以电压总谐波畸变率考核

电压总谐波畸变率THDu(%)时间(min)

设定值实际测量值测量持续时间机组运行时间

10

注：进行此项测试时，设置总谐波畸变率35kV为3%，10kV为4%。

各次(2~25次)谐波组合(%)：

23

45

10

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67

89

1011

1213

1415

1617

18