风电讲座(ppt版)李庆风电机组测试技术

风电机组测试技术,李 庆 中国电力科学研究院新能源研究所 2009年3月,大 纲,1.目的和意义2.风电机组功率特性测试3.风电机组电能质量测试4.可再生能源发电实验室情况介绍,1 目的和意义,设计评估,质量管理评估,样机测试,功率特性,电能质量,噪 声,载 荷,.,最终评估,型式认证,生产评估,风电机组测试是型式认证的重要环节,风电机组功率特性测试不同风电机组之间的比较发电量预测风电机组性能优化功率曲线验证型式认证,Wind speed at hub height, m/s,Electrical power, kW,Measured power curve and power curve given by manufacturer,功率曲线的差别,Money is mainly lost here,风电机组电能质量测试确定风电机组的独立于电网的电能质量特性为风电并网计算提供基础数据帮助电网运行人员了解风电机组的运行特性,风电机组测试为评价风电对电网的影响提供依据,控制策略验证,仿真,测试,预测,控制,仿真结果验证,功率曲线,测 试 标 准,数据分析与计算,设备安装和数据采集,测 试 设 备,试验场地评估,桅杆位置的选择,确定测量扇区,2 风电机组功率特性测试,测试标准,IEC 61400-12-1:2005 Power performance measurements of electricity producing wind turbines 风力发电机组 功率特性测试GB/T 18451.2-2003 风力发电机组 功率特性试验 Wind turbine generator systems- Wind turbine power performance testing,桅杆位置的选择,气象桅杆不能离风电机组太近或太远；气象桅杆与风电机组的距离为风机叶轮直径的2到4倍，推荐2.5倍；气象桅杆的最佳位置为主风向的上风向；需要考虑其他风机和障碍物对桅杆的影响。,试验场地评估,风,风机位置,无需标定,需要标定,风,风机位置,试验场地评估,试验场地评估,场 地 标 定,风,风,风机位置,风机位置,确定测量扇区,排除以下影响之后得到有效测量扇区:气象桅杆受到测试风电机组、邻近且正在运行的风电机组或有影响障碍物的尾流影响；测试风电机组受到邻近且正在运行的风电机组或有影响障碍物的尾流影响；,测试设备,测试设备,数据采集系统,数据时间序列,自耗功率,测试系统示意图,设备安装和数据采集,气象桅杆上设备的安装:,设备安装和数据采集,气象桅杆上设备的安装:,设备安装和数据采集,数据分析与计算,测试结果,功率曲线:风电机组在不同风速下产生电能的能力功率系数曲线:风电机组输出的净电功率与通过风轮扫掠面上最大可利用风能功率之比,数据分析与计算,年发电量计算: 通过功率曲线进行年发电量估算不确定度分析: 分析由于设备校准、安装、数据采集和处理等环节对测量结果的不确定度影响,3 风电机组电能质量测试,无功功率定点控制,有功功率定点控制,测试标准,风机重并网时间,电 网 保 护,电流分量,低电压穿越测试,闪 变,测试标准,IEC 61400-21:2008 Measurement and assessment of power quality characteristics of grid connected wind turbines 并网风力发电机组 电能质量特性测试GB/T 20320-2006 风力发电机组 电能质量测量和评估方法 Measurement and assessment of power quality characteristics of wind turbine generator system,闪 变,虚拟电网阻抗角 k = arctan Rk / Xk,IEC 闪变仪的输入电压,风电场并网,理想电网,闪 变,闪变系数的测试与评估(连续运行),切 换 操 作,电压变动系数:,闪变阶越系数:,闪 变,闪 变,闪变系数的测试与评估 (切换操作),电流谐波,谐 波 50Hzf2kHz,间谐波*50Hzf2kHz,高频分量2kHzf9kHz,电流分量,电流分量,谐 波,电流分量,电流分量,间谐波和高频分量,低电压穿越测试,低电压穿越测试,有功功率变化率限制,风电机组从静止状态开始启动功率变化率设置为0.1Pn/min, Pn为风机额定功率风电机组并网10min后开始测试测试期间风电机组的输出功率至少应达到0.5Pn在风电机组机端出口处测量有功功率测试结果记录为0.2s平均值,有功功率变化率限制,有功功率设定值控制,测试周期为10min测试期间不限制风电机组的功率变化率以获得尽可能快的响应风电机组的有功功率从100%降到20%，每次降幅为20%，在每个设定点持续运行2min测试期间风电机组的输出功率至少至少应达到0.9Pn在风电机组机端出口处测量有功功率,有功功率设定值控制,有功功率设定值控制,无功功率设定值控制,测试仅在风电机组连续运行时进行在风电机组机端出口测量有功功率和无功功率风电机组输出功率约为0.5Pn无功功率的采样数据为0.2s平均值,无功功率设定值控制,电网保护,低压保护:保持额定频率,每次以1%Un的幅度从额定电压开始减小供电电压直至风机切除。每一幅度至少持续20s。过压保护:保持额定频率,每次以1%Un的幅度从额定电压开始逐次增加供电电压直至风机切除。每一幅度至少持续20s。,电压保护,电网保护,频率保护,低频保护：保持额定电压,每次以0.1Hz的幅度从额定频率开始逐次降低供电频率直至 风机切除。每一幅度至少持续20s。高频保护：保持额定电压,每次以0.1Hz的幅度从额定频率开始逐次增大供电频率直至风机切除。每一幅度至少持续20s。,风机并网重连时间,Source: WINDTEST KWK,4 可再生能源发电实验室情况介绍,业务范围 风电机组功率特性测试风电机组电能质量测试风电机组噪声测试风电机组载荷测试技术支持和技术服务,2008年9月24日,中国电科院风电并网研究和评价中心获得中国合格评定国家认可委员会(CNAS)颁发的实验室认可证书，是目前国内风力发电行业中唯一具有国际互认可资质的检测实验室。,中国合格评定国家认可委员会（CNAS）实验室认可,实验室资质,中国船级社签约实验室北京鉴衡认证中心签约实验室,沈阳华创CCWE-1500风电机组功率特性测试金风GW1500/77风电机组电能质量测试赛罕坝风电场电能质量测试 沈阳华创CCWE-1500风电机组电能质量