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风力发电系统质量检测方案
--报告人:张敏
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1．小型风力发电机组用发电机试验方案 (1)
2. 并网型风力发电机组控制器试验方案 (2)
3. 离网型风力发电机组控制器试验方案 (3)
4. 并网型风力发电机组异步电机试验方案 (4)
1. 小型风力发电机组用发电机测试方案
本测试方案适用于0.1KW~20KW离网型风力发电机组用发电机
本方案适用于与电网并联运行，采用异步发电机的定桨距、失速型风力发电机组控制系统及安全系统。
本方案适用于风轮扫掠面积小于40平方米的离网型风力发电机组用充电型控制器。
4. 风力发电机组异步发电机试验方案
本方案适用于并网型风力发电机组单速或双速异步发电机的性能试验。
风电电能质量技术监督制度风能作为一种可再生能源，正渐渐成为全球能源转型的紧要构成部分。
然而，随着风电场的快速进展，风电电能质量问题也愈加突出，其中谐波、电压波动、电压暂降、频率偏差等问题更是高频显现，单个风电场可能会对电网的稳定性和电能质量造成负面影响。
因此，订立风电电能质量技术监督制度对于确保风电系统安全、稳定运行和保证电能质量至关紧要。
一、风电电能质量监测与评估为了适时把握风电电能质量情形，风电场应配备完善的监测系统，对电压、电流、谐波、电能质量进行实时监测，并完成数据采集、分析、评估。
监测数据应获得永久存档，并向当地电力监管部门进行汇报。
二、电能质量指标的订立和管束对于风电场的电能质量指标，应参照国家相关标准、规范、标准等订立，并对风电场实现最佳电能质量的要求进行规定与管束。
同时，考虑到风电场的实在情况，适当提高风电场的运行稳定性标准，确保电能质量达到国家要求。
三、异常警报和应急措施当显现风电场电能质量异常情况时，应立刻给出警报，并独立发起应急预案，保护电力系统的安全稳定运行。
同时，电力监管部门也应严格依照国家法规、规范等，对违反监管要求、危害电网安全稳定运行、影响电能质量的行为进行惩罚。
四、技术培训与人才建设对于风电场从事管理、维护的相关人员应进行技术培训和人才建设，提高对电能质量和电网稳定运行的重视程度。
尤其是针对新员工，应进行系统化的培训和学问普及，以确保风电场从业人员对电能质量学问的全面把握并在实践中快捷运用。
总之，建立一套完整的风电电能质量技术监督制度，是确保风电系统安全、稳定运行和保证电能质量的紧要保障措施。
同时，还应注意其实施的切实可行性，确保风电场的正常运营和相关人员的安全稳定工作。
电能质量测试规范一、测试前准备工作1.1人员要求1）现场工作人员应身体健康、精神状态良好。
2）必须具备必要的电气知识、掌握本专业作业技能。
3）熟悉电能质量测试规范。
4）熟悉《电业安全工作规程》相关知识，并经考试合格。
5）有强烈的安全责任感。
1.2工器具及材料1）个人工具箱1套。
2）电能质量分析仪1套（在有效期内）。
3）数字万用表1只（在有效期内）。
4）试验接线3套。
5）绝缘胶布1卷。
6）毛刷2把（1.5″）。
7）手电筒1个。
1.3 现场准备工作1）开工前两天内，准备好本次测试所需电能质量分析仪、工器具、相关图纸，收集所测线路或机组的PT、CT变比，现场运行方式、供电主变容量、谐波源用户协议容量等相关技术资料。
电能质量综合测试分析仪的电压、电流回路完好，工器具应试验合格，满足本次测试的要求，材料应齐全，图纸及资料应附合现场实际情况。
2）被测试单位根据现场工作时间和工作内容落实工作票，工作票应填写正确，并按《电业安全工作规程》相关部分执行。
1.4 安全提示1）本规范所做测试不需拆动二次回路，测试中严禁拆动二次回路。
2）电流二次回路开路，易引起人员伤亡及设备损坏。
3）电压二次回路短路，易引起人员伤亡、设备损坏及保护误动。
1.5安全措施1）做安全技术措施前应先检查附件二中的《现场安全技术措施》和实际接线及图纸是否一致，如发现不一致，及时向专业技术人员汇报，经确认无误后及时修改，修改正确后严格执行附件二中的《现场安全技术措施》。
2）检查在被测试设备相邻运行设备上确挂有红布幔。
3）必须正确使用工器具及仪器仪表。
4）严禁交、直流电压回路短路或接地。
5）严禁交流电流回路开路。
6）工作中应使用绝缘工具并戴手套。
7）在保护室内严禁使用无线通讯设备。
8）严禁电流回路开路或失去接地点，防止引起人员伤亡及设备损坏。
9）进入工作现场，必须正确使用劳保用品。
1.6 测试仪器的检查1）检查测试仪器的电压输入方式是否与现场对应。
典型风电场电能质量测试评价方法陈慧杰;常潇;李胜文【摘要】选取典型双馈型风电场,阐述了各项电能质量指标的全面检测方法,在分析传统电能质量测试项目及方法的基础上,提出了一种基于不同功率区间的并网运行电能质量测试方法.结合望狐风电场实际测试结果,对提出的风电场电能质量检测方法进行了详细说明,证明了该方法能够全面、准确地评估风电场的电能质量水平.【期刊名称】《山西电力》【年(卷),期】2016(000)006【总页数】5页(P26-30)【关键词】电能质量;分功率区间;测试;风电场【作者】陈慧杰;常潇;李胜文【作者单位】国网山西省电力公司忻州供电公司,山西忻州034000;国网山西省电力公司电力科学研究院,山西太原030001;国网山西省电力公司电力科学研究院,山西太原030001【正文语种】中文【中图分类】TM614近年来，风电在中国发展迅猛，2014年风电累计总装机容量超过114.609 MW，位居世界风电装机容量第一。
预计到2020年，中国风电装机容量将达到200 GW[1]。
随着风电的大规模接入，电网的调峰能力、电压控制以及电能质量等都面临着巨大的挑战，电能质量问题导致风电场无法正常运行的事件屡有发生[2]。
目前，在风电行业发展中仍然存在着整体质量偏低、运行管理缺乏经验与规范、大规模脱网事件频发等问题[3]。
国内外在风电预测、接入、消纳能力，以及风电场接入对系统无功和经济性的影响等方面取得了较多研究成果[4－6]，然而在风电场对电网电能质量的影响方面，尤其是针对风电场的电能质量测试方法，仍需结合现场试验，进而开展更深层次的讨论和研究[7－9]。
从20世纪90年代起，我国就陆续推出了一系列电能质量国家标准，分别从电网频率、电压偏差、三相不平衡度、谐波、闪变等方面的具体指标作了详细的界定。
1.1 电网频率依据相关国家标准[10]，电网频率的测量以1 s、3 s或10 s间隔内检测到的整数周期个数与所测整数周期累计时间之比作为电网基波频率，其中与1 s、3 s或10 s时钟重叠的单个周期应舍弃。
风电场电能质量测试方法目录前言 (3)1 范围 (4)2 规范性引用文件 (4)3 术语和定义 (4)4 测试条件 (4)5 测试项目 (4)5.1 闪变 (4)5.2 谐波和间谐波 (4)6 测试设备 (4)6.1 电压互感器 (4)6.2 电流互感器 (5)6.3 数据采集系统 (5)6.4 谐波测量 (5)7 测试方法 (5)7.1 闪变 (5)7.2 谐波和间谐波 (5)8 测试结果评价 (5)8.1 闪变 (5)8.2 谐波和间谐波 (5)8.3 风电场运行频率 (6)附录 A (7)参考文献 (8)前言根据“国家发展改革委办公厅关于印发2008年行业标准项目计划的通知（发改办工艺（2008）12412号）”的安排，编制风电场电能质量测试方法。
本标准参考的编制见正文中的“规范性引用文件”。
本标准的主要内容包括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。
本标准的附录A为资料性附录。
本标准由中国电力企业联合会提出。
本标准由能源行业风电标准化技术委员会归口。
本标准主要起草单位：中国电力科学研究院。
本标准主要起草人：李庆，秦世耀，王瑞明，沉默子，王伟胜，刘纯，王伟，张利1 范围本标准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。
本标准适用于通过110（66）kV及以上电压等级线路接入电网的装机容量大于40MW的风电场。
其它的风电场，可以参照执行。
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。
GB 1207 电磁式电压互感器GB 1208 电流互感器GB/T 2900.53-2001 电工术语风力发电机组GB/T 12326 电能质量电压波动和闪变GB/T 14549 电能质量公用电网谐波GB/T 17626.7 电磁兼容试验和测量技术供电系统及所连设备谐波、谐间波的测量和测量仪器导则GB/T 24337 电能质量公用电网简谐波3 术语和定义下列术语和定义适用于本标准。
DLICSP备案号： 中华人民共和国电力行业标准风电场电能质量测试规程Power Quality Measurement Specification of Wind Farm（征求意见稿）中华人民共和国发展和改革委员会 发 布目次前言 (I)1 范围 (1)2 规范性引用文件 (1)3 术语和定义 (1)4 测试基本要求 (2)5 测试项目 (2)5.1 有功功率 (2)5.2 风电场运行频率 (3)5.3 无功功率 (3)5.4 电压变动 (4)5.5 闪变 (4)5.6 谐波 (4)6 测试设备 (4)7 测试方法 (5)7.1 有功功率 (5)7.2 风电场运行频率 (6)7.3 无功功率 (6)7.4 电压变动 (6)7.5 闪变 (7)7.6 谐波 (7)附录A 测试结果的评价 (8)附录B 报告格式 (9)前言根据国家发展改革委员会2008年行业标准项目计划安排，编制风电场电能质量测试规程。
本规范参考的标准有GB/T 12325-2008 《电能质量供电电压偏差》、GB/T 12326-2008 《电能质量电压波动和闪变》、GB/T 14549-1993 《电能质量公用电网谐波》、GB/T 15945-2008 《电能质量电力系统频率偏差》、GB/T 15543-2008 《电能质量三相电压不平衡》、GB/T 20320-2006 《风力发电机组电能质量测量和评估方法》、GB/T 17626.7-2008 《电磁兼容试验和测量技术供电系统及所连设备谐波、谐间波的测量和测量仪器导则》、IEC 61400-21-2008 Measurement and assessment of power quality characteristics of grid connected wind turbines、GB/T 2900.53-2001《电工术语风力发电机组》、IEC 61000-4-15:2003, Flickermeter-Functional and design specifications、GB 1207-2006 《电磁式电压互感器》、GB 1208-2006 《电流互感器》、IEC 62008-2005 Performance characteristics and calibration methods for digital data acquisition systems and relevant software、Q/GDW 392-2009《风电场接入电网技术规定》。
本规范的主要内容包括风电场电能质量测试的测试项目、测试设备和测试方法。
本规范的附录A为规范性附录，附录B为资料性附录。
本规范由中国电力企业联合会提出。
本规范由电力行业风力发电标准化技术委员会归口。
本规范主要起草单位：中国电力科学研究院。
本规范主要起草人：I1 范围本规范规定了风电场电能质量测试的基本内容、设备要求和方法。
本规范适用于通过110（66）千伏及以上电压等级线路接入电网的装机容量大于40MW的风电场。
对于装机容量小于等于40MW的风电场，可以参照执行。
2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本规范的引用而成为本规范的条款。
凡是标注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版本均不适用于本规范。
但是，鼓励根据本规范达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本规范。
GB/T 12326 电能质量电压波动和闪变GB/T 14549 电能质量公用电网谐波GB/T 15945 电能质量电力系统频率偏差GB/T 12325 电能质量供电电压偏差GB/T 15543 电能质量三相电压不平衡GB/T 20320-2006 风力发电机组电能质量测量和评估方法GB/T 17626.7 电磁兼容试验和测量技术供电系统及所连设备谐波、谐间波的测量和测量仪器导则IEC 61400-21, Measurement and assessment of power quality characteristics of grid connected wind turbinesIEC 61000-4-15:2003, Flickermeter-Functional and design specificationsGB/T 2900.53-2001 电工术语风力发电机组GB 1207 电磁式电压互感器GB 1208 电流互感器IEC 62008 Performance characteristics and calibration methods for digital data acquisition systems and relevant softwareQ/GDW 392-2009 风电场接入电网技术规定3 术语和定义本规范采用下列术语和定义。
1风电机组wind turbine generator system; WTGS(abbreviation)将风的动能转换为电能的系统。
风电场wind power station; wind farm由一批风力发电机组或风力发电机组群（包括机组单元变压器）、汇集线路、主升压变压器及其它设备组成的电站。
风电场有功功率active power of wind farm风电场输出到并网点的有功功率。
风电场无功功率reactive power of wind farm风电场输出到并网点的无功功率。
有功功率变化active power change单位时间（1min或10min）内风电场（风电机组）有功功率最大值与最小值之间的变化量。
风电场并网点point of interconnection与公共电网直接连接的风电场升压站高压侧母线或节点。
有功功率设定值控制active power set-point control风电场（风电机组）按照设定的有功功率值运行。
无功功率设定值控制reactive power set-point control风电场（风电机组）按照设定的无功功率值运行。
本规范采用的其它术语和定义参见GB/T 2900.53-2001 《电工术语风力发电机组》。
4测试基本要求测试期间风电场的结构不能发生变化，比如更换风电场内风电机组的关键部件（发电机，变频器等）。
测试期间，风电场内的实际运行风电机组数量应大于该风电场全部风电机组数量的90%。
5 测试项目5.1 有功功率5.1.1 有功功率变化风电场的有功功率变化测试包括1min有功功率变化和10min有功功率变化。
5.1.2 有功功率设定值控制被测风电场需配置有功功率自动控制系统，能够接收并自动执行调度部门远方发送的有功2功率控制信号。
设定风电场在某一段时间段内的输出有功功率值，具体运行范围由电网调度部门确定，在风电场输出功率大于75%额定功率时测试风电场跟踪设定值运行的能力并给出曲线。
图1为风电场有功功率设定值变化范围曲线的示例，风电场的有功功率从100%降到20%，每次降幅为20%，在每个控制点持续运行2min；测试风电场跟踪设定值运行的能力并给出曲线。
）比分百的率功定额（值定设功有时间（分钟）图1 风电场有功功率设定值变化曲线示例5.2 风电场运行频率风电场的全部风电机组应满足表1所示电网频率变化范围的要求。
风电场运行频率范围验证通过测试风电机组的频率特性进行。
表1 频率偏离下的风电场运行5.3 无功功率5.3.1 有功/无功特性风电场的有功/无功特性为并网点无功功率随有功功率变化的特性，测试风电场连续运行时提供无功功率和吸收无功功率的能力。
测试分别在下列两种情况下进行：a) 风电场升压站无功补偿装置不投入运行；b)风电场升压站无功补偿装置投入运行。
测试期间记录风电场并网点的电压变化情况和风电场主变压器分接头设置情况。
35.3.2 无功功率设定值控制设定风电场在某一段时间段内的输出无功功率值（具体范围电网调度部门确定），测试风电场跟踪设定值运行的能力。
图2为风电场无功功率设定值变化曲线示例，在每个控制点持续运行2min；测试风电场跟踪无功设定值运行的能力并给出曲线。
值定设功无时间（分钟）图2 风电场无功功率设定值变化曲线示例5.4 电压变动测试风电场并网点的电压方均根值变动曲线，电压变动频度和电压变动值。
测试期间风电场的最大出力应达到额定容量的70%。
5.5 闪变测试风电场在连续运行时产生的闪变值与功率变化的关系曲线，以及长时间闪变值的100%概率大值。
5.6 谐波当风电场采用带电力电子变换器的风力发电机组时，测试风电场注入并网点的直到25次谐波电流值，以及电流总谐波畸变率。
测试风电场内每种型号风电机组产生的谐波电流。
6 测试设备测试所需的设备及精度要求如表2所示。
表2 风电场电能质量测试设备精度要求4数据采集系统用来采集、存储和计算测试过程中的所有数据，其中三相电压、三相电流通道采样频率至少应为5kHz，分辨率至少为12bit；对于高次谐波测量，采样频率至少为20kHz。
功率的准确度至少为1级。
谐波测量设备应符合GB/T 17626.7标准的要求。
7 测试方法7.1 有功功率7.1.1 有功功率变化测量风电场的有功功率变化测量包括风电场退出运行和并网两种情况。
风电场退出运行的有功功率变化测量方法如下：●当风电场的输出功率达到风电场额定容量的75％时，令风电场正常停机，此时为测试开始零时刻，计算零时刻至60s时间段内风电场输出功率最大值和最小值，两者之差为1min有功功率变化；同样计算0.2s至60.2s时间段内风电场输出功率最大值和最小值，得出1min有功功率变化，依此类推，计算出1min有功功率变化；10min有功功率变化计算方法同1min有功功率变化。
●记录测试期间风电场内各台风电机组的运行情况。
风电场并网的有功功率变化测量方法如下：●当风电场的输出功率达到风电场额定容量的75％时，切除全部运行风电机组；之后风电场重新并网，此时为测试开始零时刻，计算零时刻至60s时间段内风电场输出功率最大值和最小值，两者之差为1min有功功率变化；同样计算0.2s至60.2s时间段内风电场输出功率最大值和最小值，得出1min有功功率变化，依此类推，计算出1min有功功率变化；10min有功功率变化计算方法同1min有功功率变化。
●记录测试期间风电场内各台风电机组的运行情况。
7.1.2 有功功率设定值控制风电场跟踪有功功率设定值运行能力的测试方法如下：●风电场的有功功率变化曲线设置由电网调度部门确定。
●风电场测试期间的输出功率至少达到其额定输出功率的75%。
●取消风电场的有功功率变化限制。
●在风电场并网点采集三相电压、三相电流，采样频率不低于800Hz。
