风电并网相关标准及要求

风电并网相关标准及要求中国电力科学研究院2015年12月1汇报提纲2一、风电并网标准体系二、GB/T19963介绍一、风电并网标准体系3截止目前，已发布风电并网标准32项，其中国家标准3项、行业标准10项、企业标准19项。3101902468101214161820国标行标企标一、风电并网相关标准4序号标准名称状态标准简介1GB/T199632011风电场接入接入电力系统技术规定发布规定了对通过110（66）KV及以上电压等级线路与电力系统连接的新建或扩建风电场的技术要求。2GB/T1845122012风力发电机组功率特性试验发布规定了测试单台风电机组功率特性的方法3GB/T203202013风力发电机组电能质量测量和评估方法发布规定了风力发电机组电能质量特性参数的定义、测量程序和评估方法1国家标准一、风电并网相关标准52行业标准序号标准名称状态标准简介1NB/T310532014风电机组低电压穿越建模及验证方法发布主要针对各类型风电机组低电压穿越特性的建模和验证方法进行要求。2NB/T310032011大型风电场并网设计技术规范发布与GB/T19963共同规定了风电场并网的相关技术要求，国家标准规定了风电并网的通用基本技术要求，本标准规定了大型风电场并网的技术要求。3NB/T310472013风电调度运行管理规范发布规定了电网调度机构和并网运行风电场的调度管理要求。4NB/T310462013风电功率预测系统功能规范发布规定了风电功率预测系统的功能，主要包括术语和定义、预测建模数据准备、数据采集与处理、预测功能要求、统计分析、界面要求、安全防护要求、数据输出及性能要求等。5NB/T310552014风电场理论可发电量与弃风电量评估导则发布规定了风电场理论可发电量和弃风电量的评估方法一、风电并网相关标准62行业标准序号标准名称状态标准简介6NB/T310542014风电机组电网适应性测试规程发布提出了风电机组电压偏差适应性、频率偏差适应性、三相电压不平衡适应性、闪变适应性和谐波电压适应性测试方法7NB/T310512014风电机组低电压穿越能力测试规程发布规定了风电机组低电压穿越能力的测试条件、测试内容、测试要求、测试程序和测试报告内容。8NB/T310052011风电场电能质量检测方法发布规定了风电场电能质量测试的基本要求、测试项目、测试设备、测试方法和测试结果的评价。9NB/T310652015风力发电场调度运行规程发布给出了并网运行风电场涉及调度运行的设备、装置、技术文件和运行人员的基本要求，规定了相应的调试、调度运行、发电计划、检修、二次系统运行等的原则和方法。10NB/T310662015风电机组电气仿真模型建模导则发布规定了风电机组电气仿真模型的分类、结构、子模块实现以及模型验证方法。一、风电并网相关标准73企业标准序号标准名称状态标准简介1QGDW3922009风电场接入电网技术规定发布规定了对通过110（66）KV及以上电压等级线路与电网连接的新建或扩建风电场的技术要求。2QGDW18782013风电场无功配置及电压控制技术规定发布本标准规定了对通过35KV及以上电压等级线路与电力系统连接的风电场的无功配置及电压控制技术要求。3QGDW19912013风电机组低电压穿越建模及验证方法发布标准规定了用于风电场低电压穿越能力仿真评估的风电机组模型的结构、建模方法，模型验证的方法和步骤。4QGDW112742014风电无功电压自动控制技术规范发布本标准规定了风电无功电压自动控制的技术要求，包括控制模式、控制策略、功能要求及性能指标等。5Q/GDW4322010风电调度运行管理规范发布本规范提出了并网运行风电场的调度管理要求，适用于国家电网公司经营区域内省级及以上电网调度机构，省级以下电网调度机构可参照执行。一、风电并网相关标准83企业标准序号标准名称状态标准简介6Q/GDW110652013新能源优先调度工作规范发布规定了国家电网公司系统新能源优先调度职责分工、工作内容与要求。7Q/GDW680422011智能电网调度技术支持系统第42部分实时监控与预警类应用水电及新能源监测分析发布规定了智能电网调度技术支持系统中水电及新能源监测分析的功能、性能等技术要求。8Q/GDW680552011智能电网调度技术支持系统第55部分调度计划类应用水电及新能源调度发布规定了智能电网调度技术支持系统中水电调度、新能源调度的功能、性能等技术要求。9Q/GDW680522011智能电网调度技术支持系统第52部分调度计划类应用预测与短期交易管理发布规定了智能电网调度技术支持系统负荷预测、母线负荷预测、新能源发电能力预测、水库来水预报、短期交易管理的功能、性能等技术要求10Q/GDW5882011风电功率预测功能规范发布规定了风电功率预测系统的功能一、风电并网相关标准9序号标准名称状态标准简介11Q/GDW19902013风电机组低电压穿越测试规范发布本标准规定了风电机组低电压穿越能力的测试条件、测试内容、测试要求、测试程序和测试报告内容。12QGDW18682012风电场接入系统设计内容深度规定发布适用于规划容量在100MW及以上或通过110KV（66KV）及以上电压等级线路与电网连接的风电场接入系统设计13Q/GDW19922013风电机组低电压穿越特性一致性评估技术规范发布规定了风电机组低电压穿越特性的一致性评估方法，用于评估已通过低电压穿越特性检测的风电机组，在更换部件后的低电压穿越特性。14Q/GDW6302011风电场功率调节能力和电能质量测试规程发布规定了风电场功率调节能力和电能质量测试的基本要求、测试项目、测试设备、测试方法和测试结果的评价。15Q/GDW19882012风电场综合监控系统技术条件发布规定了风电场综合监控系统的系统结构、系统功能、性能指标、工作环境条件等内容。3企业标准1016Q/GDW19072013风电场调度运行信息交换规范发布规范了并网风电场（包括升压站）调度运行信息交换的内容、方式和技术要求，规定了相关术语和定义。17Q/GDW110642013风电场无功补偿装置技术性能和测试规范发布规定了风电场所配置无功补偿装置的技术性能要求、现场测试规范和试验报告。18QGDW112732014风电有功功率自动控制技术规范发布规定了风电有功功率自动控制的技术要求，包括控制模式、控制策略、功能要求及性能指标等。19QGDW112742014风电无功电压自动控制技术规范发布规定了风电无功电压自动控制的技术要求，包括控制模式、控制策略、功能要求及性能指标等。一、风电并网相关标准3企业标准汇报提纲11一、风电并网标准体系二、GB/T19963介绍二、GB/T19963介绍122005年12月12日，我国首个风电场并网的指导技术文件GB/Z199632005风电场接入电力系统技术规定颁布。考虑到当时的风电规模、机组制造水平，适当降低了对风电的要求，仅提出一些原则性的规定。大规模风电接入将对电网电压、短路电流、电能质量、稳定性、调度运行带来很大影响。为保证大规模风电并网后电网的安全稳定运行，促进大规模风电并网，需要对技术标准内容进行修改和完善。二、GB/T19963介绍132009年，GB19963风电场接入电力系统技术规定修订启动。2011年4月，GB19963风电场接入电力系统技术规定报批稿通过表决。2010年12月，GB19963风电场接入电力系统技术规定送审稿审查会议召开；2011年12月30日，GB/T199632011风电场接入电力系统技术规定发布。2012年6月1日，GB/T199632011风电场接入电力系统技术规定正式开始实施标准修订过程二、GB/T19963介绍14标准适用范围标准规定了风电场接入电力系统的技术要求。标准适用于通过110（66）KV及以上电压等级线路与电力系统连接的新建或扩建风电场。对于通过其他电压等级与电力系统连接的风电场，可参照执行二、GB/T19963介绍15标准主要规范内容1风电场有功功率2风电场功率预测3风电场无功容量4风电场电压控制5风电场低电压穿越6风电场运行适应性7风电场电能质量8风电场仿真模型和参数9风电场二次系统10风电场接入系统测试51基本要求511风电场应符合DL/T1040的规定，具备参与电力系统调频、调峰和备用的能力。512风电场应配置有功功率控制系统，具备有功功率调节能力。513当风电场有功功率在总额定出力的20以上时，场内所有运行机组应能够实现有功功率的连续平滑调节，并能够参与系统有功功率控制。16514风电场应能够接收并自动执行电力系统调度机构下达的有功功率及有功功率变化的控制指令，风电场有功功率及有功功率变化应与电力系统调度机构下达的给定值一致。二、GB/T19963介绍风电场有功功率1752正常运行情况下有功功率变化521风电场有功功率变化包括1MIN有功功率变化和10MIN有功功率变化。在风电场并网以及风速增长过程中，风电场有功功率变化应当满足电力系统安全稳定运行的要求，其限值应根据所接入电力系统的频率调节特性，由电力系统调度机构确定。522风电场有功功率变化限值的推荐值见表1，该要求也适用于风电场的正常停机。允许出现因风速降低或风速超出切出风速而引起的风电场有功功率变化超出有功功率变化最大限值的情况。风电场装机容量（MW）10MIN有功功率变化最大限值（MW）1MIN有功功率变化最大限值（MW）1505015二、GB/T19963介绍1853紧急控制531在电力系统事故或紧急情况下，风电场应根据电力系统调度机构的指令快速控制其输出的有功功率，必要时可通过安全自动装置快速自动降低风电场有功功率或切除风电场；此时风电场有功功率变化可超出电力系统调度机构规定的有功功率变化最大限值。A）电力系统事故或特殊运行方式下要求降低风电场有功功率，以防止输电设备过载，确保电力系统稳定运行。B）当电力系统频率高于502HZ时，按照电力系统调度机构指令降低风电场有功功率，严重情况下切除整个风电场。C）在电力系统事故或紧急情况下，若风电场的运行危及电力系统安全稳定，电力系统调度机构应按规定暂时将风电场切除。532事故处理完毕，电力系统恢复正常运行状态后，风电场应按调度指令并网运行。二、GB/T19963介绍61基本要求风电场应配置风电功率预测系统，系统具有072H短期风电功率预测以及15MIN4H超短期风电功率预测功能。62预测曲线上报风电场每15MIN自动向电力系统调度机构滚动上报未来15MIN4H的风电场发电功率预测曲线，预测值的时间分辨率为15MIN。风电场每天按照电力系统调度机构规定的时间上报次日024时风电场发电功率预测曲线，预测值的时间分辨率为15MIN。19二、GB/T19963介绍风电场功率预测2071无功电源711风电场的无功电源包括风电机组及风电场无功补偿装置。风电场安装的风电机组应满足功率因数在超前095滞后095的范围内动态可调。712当风电机组的无功容量不能满足系统电压调节需要时，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。静态无功第一代无功补偿机械式投投切装置晶闸管投切装置第二代无功补偿基于电压源换流器第三代无功补偿动态无功补偿二、GB/T19963介绍风电场无功容量2172无功容量配置721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。722对于直接接入公共电网的风电场，其配置的容性无功容量能够补偿风电场满发时场内汇集线路、主变压器的感性无功及风电场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风电场自身的容性充电无功功率及风电场送出线路的一半充电无功功率。二、GB/T19963介绍22723对于通过220KV（或330KV）风电汇集系统升压至500KV（或750KV）电压等级接入公共电网的风电场群中的风电场，其配置的容性无功容量能够补偿风电场满发时场内汇集线路、主变压器的感性无功及风电场送出线路的全部感性无功之和，其配置的感性无功容量能够补偿风电场自身的容性充电无功功率及风电场送出线路的全部充电无功功率。二、GB/T19963介绍通过接入系统专题研究确定无功补偿，在满足系统需求的前提下可以避免风电场投资浪费。中国电科院新能源所已完成了251个风电场的接入电力系统无功电压专题研究，占并网风电场总数的39。234503602701809000105104103102101100XAXIS风电场总出力MW风电场220KV母线电压PU开鲁变220KV母线电压PU奈曼变220KV母线电压PU4503602701809000105104103102101100XAXIS风电场总出力MW科尔沁变220KV母线电压PU河西变220KV母线电压PU开发区变220KV母线电压PUDIGSILENT724风电场配置的无功装置类型及其容量范围应结合风电场实际接入情况，通过风电场接入电力系统无功电压专题研究来确定。二、GB/T19963介绍集中无功补偿设备风电场主变有载调压风电机组无功能力无功补偿无功补偿无功补偿风电场无功容量配置原则电压协调控制电网2481基本要求风电场应配置无功电压控制系统，具备无功功率调节及电压控制能力。根据电力系统调度机构指令，风电场自动调节其发出（或吸收）的无功功率，实现对风电场并网点电压的控制，其调节速度和控制精度应能满足电力系统电压调节的要求82控制目标当公共电网电压处于正常范围内时，风电场应当能够控制风电场并网点电压在标称电压的97107范围内二、GB/T19963介绍风电场电压控制91基本要求A风电场并网点电压跌至20标称电压时，风电场内的风电机组应保证不脱网连续运行625MS。B风电场并网点电压在发生跌落后2S内能够恢复到标称电压的90时，风电场内的风电机组应保证不脱网连续运行。25说明0625S为后备保护时间（05S）加上保护启动与开关动作时间（不超过0125S）风电场最低穿越电压取为02PU主要是考虑了当风电场送出线路发生短路故障时，风电场并网点的电压大都降低到02PU以下，此时允许风电场切除。二、GB/T19963介绍风电场低电压穿越2692故障类型及考核电压电力系统发生不同类型故障时，若风电场并网点考核电压全部在上图中电压轮廓线及以上的区域内，风电机组必须保证不脱网连续运行；否则，允许风电机组切除。93有功恢复对电力系统故障期间没有切除的风电场，其有功功率在故障清除后应快速恢复，自故障清除时刻开始，以至少10额定功率/秒的功率变化率恢复至故障前的值。二、GB/T19963介绍94动态无功支撑能力总装机容量在百万千瓦级规模及以上的风电场群，当电力系统发生三相短路故障引起电压跌落时，每个风电场在低电压穿越过程中应具有以下动态无功支撑能力A自并网点电压跌落出现的时刻起，动态无功电流控制的响应时间不大于75MS，持续时间应不少于550MS。B风电场注入电力系统的动态无功电流IT15（09UT）IN，（02UT09）2775MS包括了故障检测时间（1020MS）、控制算法计算时间（1020MS）、及一次设备（风电机组或无功补偿装置）发出无功电流至90控制偏差量所需时间（2035MS）之和。响应时间风电场内动态无功电源自并网点电压异常升高或者降低达到触发设定值开始，直到无功电源实际输出值的变化量达到控制偏差量（为控制目标值与初始值之差）的90所需的时间。风电场内动态无功包括风电机组及动态无功补偿装置。动态无功补偿装置应具有自动调节功能。二、GB/T19963介绍102频率范围28101电压范围1011当风电场并网点电压在标称电压的90110之间时，风电机组应能正常运行；当风电场并网点电压超过标称电压的110时，风电场的运行状态由风电机组的性能确定。1012当风电场并网点的闪变值满足GB/T12326、谐波值满足GB/T14549、三相电压不平衡度满足GB/T15543的规定时，风电场内的风电机组应能正常运行。二、GB/T19963介绍风电场运行适应性电力系统频率范围要求低于48HZ根据风电场内风电机组允许运行的最低频率而定。48HZ495HZ每次频率低于495HZ时要求风电场具有至少运行30MIN的能力。495HZ502HZ连续运行。高于502HZ每次频率高于502HZ时，要求风电场具有至少运行5MIN的能力，并执行电力系统调度机构下达的降低出力或高周切机策略，不允许停机状态的风电机组并网。29111电压偏差风电场并网点电压正、负偏差绝对值之和不超过标称电压的10，正常运行方式下，其电压偏差应在标称电压的37范围内。112闪变风电场所接入公共连接点的闪变干扰值应满足GB/T12326的要求，其中风电场引起的长时间闪变值的限值应按照风电场装机容量与公共连接点上的干扰源总容量之比进行分配。113谐波风电场所接入公共连接点的谐波注入电流应满足GB/T14549的要求，其中风电场向电力系统注入的谐波电流允许值应按照风电场装机容量与公共连接点上具有谐波源的发/供电设备总容量之比进行分配。114监测与治理风电场应配置电能质量监测设备，以实时监测风电场电能质量指标是否满足要求；若不满足要求，风电场需安装电能质量治理设备，以确保风电场合格的电能质量。二、GB/T19963介绍风电场电能质量121风电场仿真模型风电场开发商应提供可用于电力系统仿真计算的风电机组、风电场汇集线路及风电机组/风电场控制系统模型及参数，用于风电场接入电力系统的规划设计及调度运行。122参数变化风电场应跟踪其各个元件模型和参数的变化情况，并随时将最新情况反馈给电力系统调度机构。30二、GB/T19963介绍风电场仿真模型和参数131基本要求1311风电场的二次设备及系统应符合电力二次系统技术规范、电力二次系统安全防护要求及相关设计规程。1312风电场与电力系统调度机构之间的通信方式、传输通道和信息传输由电力系统调度机构作出规定，包括提供遥测信号、遥信信号、遥控信号、遥调信号以及其他安全自动装置的信号，提供信号的方式和实时性要求等。1313风电场二次系统安全防护应满足国家电力监管委员会令第5号的有关要求。31二、GB/T19963介绍风电场二次系统132正常运行信号风电场向电力系统调度机构提供的信号至少应当包括以下方面A单个风电机组运行状态；B风电场实际运行机组数量和型号；C风电场并网点电压；D风电场高压侧出线的有功功率、无功功率、电流；E高压断路器和隔离开关的位置；F风电场测风塔的实时风速和风向。32二、GB/T19963介绍133风电场继电保护及安全自动装置1331风电场继电保护、安全自动装置以及二次回路的设计、安装应满足电力系统有关规定和反事故措施的要求。1332对风电场送出线路，一般情况下在系统侧配置分段式相间、接地故障保护