大型风电场并网设计技术规范（NB/T 31003—2011）

1总则 　　1.0.1为使风电场接入电力系统设计更好地贯彻国家电力建设方针政策，规范风电场接入电力系统，特制定本标准。 　　1.0.2本标准适用于以下大型风电项目： 　　1规划容量在200MW及以上的新建风电场或风电场群项目。 　　2直接或汇集后通过220kV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。 　　1.0.3风电场设计除应符合本标准的规定外，还应符合国家现行有关标准的规定。 　　2术语和定义 　　本标准采用下列定义和术语。 　　2.0.1 　　风电机组wind turbine generator system：WTGS 　　将风的动能转换为电能的系统。 　　2.0.2 　　风电场wind farm；wind powerlant 　　由一批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。 　　2.0.3 　　风电有效容量effective capacity ofwind power 　　根据风电的出力概率分布，综合考虑系统调峰和送出工程，使系统达到技术经济最优的风电晟大出力，为风电有效容量。 　　2.0.4 　　风电场并网点point ofinterconnection ofwind farm 　　风电场升压站高压侧母线或节点。 　　2.0.5 　　风电场有功功率active power ofwind farm 　　风电场输入到并网点的有功功率。 　　2.0.6 　　风电场无功功率reactive power ofwind farm 　　风电场输入到并网点的无功功率。 　　2.0.7 　　有功功率变化率active power ramp rate 　　在单位时间内风电场输出有功功率最大值与最小值之间的变化量和装机容量的比值。 　　2.0.8 　　公共连接点point ofcommon coupling 　　风电场并网点和公共电网连接的第一落点。 　　2.0.9 　　风电机组低电压穿越low voltage ride through ofwind turbines 　　当电力系统故障或扰动引起并网点电压跌落时，在一定的电压跌落范围和时间间隔内，风电机组能够保证不脱网连续运行。 　　3电力系统接纳风电能力 　　3.0.1风电场并网设计应开展包括电力系统接纳风电能力的专题研究。 　　3.0.2电力系统接纳风电能力研究应统筹考虑能源资源情况、风电出力特性、电力系统负荷特性、电源结构和调频调峰能力等因素，分析风电有效容量，研究风电消纳方向，提出电力系统接纳风电能力和输电方案等，并对风电开发规模和进度提出建议。 　　3.0.3风电有效容量应以提高电力系统接纳风电能力，提高风力发电量占全部发电量的比例为目标，根据风电出力特性，综合比较电力系统调峰能力和工程经济性等因素确定。 　　4风电场接入系统设计 　　4.0.1风电场接入系统电压等级的确定，应考虑以下因素： 　　1风电场的规划容量、送电距离和送电容量及其在系统中的地位与作用。 　　2简化接线。 　　3调度运行与事故处理的灵活性。 　　4对提高电网稳定的作用。 　　4.0.2风电场送出线路应按照风电装机容量选择。风电场群通过500kV(或750kV)电压等级汇集送出的线路，其导线截面选择应考虑风电有效容量，经技术经济论证后确定。 　　4.0.3风电场升压站变电容量应按照风电装机容量选择。对于通过220kV(或330kV)汇集升压至500kV(或750kV)电压等级接入公共电网的风电场群，其汇集站变电容量选择应考虑风电有效容量，经技术经济论证后确定。 　　4.0.4风电场及所接入的公共连接点配置的无功容量应结合风电场实际接入系统情况，通过风电场接入系统无功专题研究来确定，应按照分层分区的原则进行配置，并应具有灵活的无功调节能力与榆修备用。无功配置须满足如下要求： 　　1在公共电网电压处于正常范围内时，风电场应能控制并网点电压偏差征额定电压的一3％～+7％范围内。 　　2无功调节速度应能满足电嘲电压调节需要。必要时，加装动态无功补偿装置。 　　4.0.5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、风电场控制系统模型和参数.州于风电场接入电力系统的规划和设计。 　　5风电场技术规定 　　5.1风电场有功功率 　　5.1.1风电场应具有有功功率调节能力，配置有功功率控制系统，接收并自动执行电力系统调度部门远方发送的有功功率控制信号。 　　5.1.2风电场有功功率变化率限值应根据电力系统的调频能力及其他电源调节特性确定。 　　5.1.3在系统调频容量不足的情况下，可降低风电场有功功率。 　　5.1.4在电力系统发生故障或者特殊运行方式下，若风电场的运行危及电网安全稳定，可将风电场解列。事故处理完毕，电力系统恢复正常运行状态后，应尽快恢复风电场的并网运行。 　　5.2风电场有功功率预测 　　5.2.1风电场应具有有功功率预测能力，可提供0～72h短期以及15血r4h超短期风电功率预测值，预测值的时间分辨率为15min。 　　5.3风电场无功功率 　　5.3.1风电场应具备无功功率控制能力，配置无功电压控制系统。 　　5.3.2风电场升压站宜采用有载调压变压器，通过主变压器分接头调整风电场内电压，确保场内风电机组正常运行。 　　5.3.3风电场要充分利用风电机组的无功容量及其调节能力，风电机组的无功容量不能满足系统电压调节需要时，根据风电场接入系统无功专题研究，应在风电场集中加装满足要求的无功补偿装置。 　　5.4风电场电能质量 　　5.4.1当风电场所接入的公共连接点的闪变值满足GB/T 12326—2008《电能质量电压波动和闪变》、谐波值满足GB/T 14549《电能质量公用电网谐波》、三相不平衡度满足GB/T 15543-2008《电能质量三相电压不平衡》的规定时，风电场应能正常运行。 　　5.4.2风电场在所接入的公共连接点引起的电压变动d(％)应满足表5.4.2的要求。 　　5.4.3风电场所接入的公共连接点的闪变干扰值应满足GB 12326—2008《电能质量电压波动和闪变》的要求。风电场引起的公共连接点上长时间闪变值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。 　　5.4.4风电场所接入的公共连接点的谐波注入电流应满足GB/T 14549《电能质量公用电网谐波》。风电场向公共连接点注入谐波电流允许值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。 　　5.5风电场二次部分 　　5.5.1风电场二次部分设计应符合以下要求： 　　1风电场的二次设备及系统应符合电力二次部分技术规范、电力二次部分安全防护要求及相关设计规程。 　　2风电场与电网调度部门之间的通信方式、传输通道和信息传输由电网调度部门做出规定，包括提供遥测、遥信、遥控、遥调信号以及其他安全自动装置的种类，提供信号的方式和实时性要求等。 　　5.5.2风电场向电网调度部门提供的信号至少应当包括以下方面： 　　1单台或分组风电机组运行状态。 　　2风电场实际运行机组数量和型号。 　　3风电场并网点电压。 　　4风电场高压侧出线的有功功率、无功功率、电流。 　　5高压断路器和隔离开关的位置。 　　6风电场测风塔的实时风速和风向。 　　5.5.3风电场继电保护应符合以下要求： 　　1风电场相关继电保护、安全自动装置以及二次回路的设计、安装应满足电网有关规定和反事故措施的要求。 　　2对并网线路，宜在系统侧配置距离保护，有特l侏要求叫，也可配置纵联电流差动保护。 　　3风电场应配各故障录波设备，该设备应具有足够的记录通 　　道并能够满足故障|己录的技术规定。故障录波设备应具备接入数 　　据传输通道传至电网调度部门的功能。 　　5.5.4风电场调度自动化应符合以下要求： 　　1风电场应配备计算机监控系统(或远动终端RTU)、电能量远方终端设备、一二次系统安全防护设备、调度数据嘲络接入设备等，并满足电力系统二次系统设备技术要求。 　　2风电场调度自动化系统远动信息采集范围按咆网调度自动化系统远动信息接入规定的要求接入信息量。 　　3风电场电能计量点(关口)应设在风电场与电网的产权分界处，产权分界处按国家有关规定确定，计量装置配置应按电网公司关口电能计量装置技术管理规范要求。 　　4风电场调度自动化、电能量信息传输宜采用主/备信道的通信方式，直送电网调度部门。 　　5风电场调度管辖设备供电电源应采用不间断电源装置(UPS)或站内直流电源系统供电。在交流供电电源消失后，UPS电源带负荷运行时间应大于40min。 　　6风电场应配置相角测量单元(PMU)。 　　7风电场应采用与电网调度部门统一的GPS时钟系统。 　　8风电场二次系统安全防护应符合国家电力监管委员会相关规定。 　　5.5.5风电场通信应符合以下要求： 　　1风电场接入系统应具备两条路由通道，其中至少有一条光缆通道。 　　2风电场与电力系统直接连接的通信设备[如光纤传输设备、脉码调制终端设备(PCM)、调度程控交换机、数据通信网、通信监测设备等]需有与系统接入端设各相一致的接口与协议。 　　3风电场内的通信设备配置按相关的设计规程执行。 　　6风电机组技术规定 　　6.1有功功率控制 　　6.1.1风电机组应具有有功功率控制能力，接收并自动执行风电场发送的有功功率控制信号。当风电机组有功功率在额定出力的20％以上时，其应具备有功功率连续平滑调节的能力。 　　6.1.2风电机组应具有就地和远端有功功率控制的能力。 　　6.2无功功率控制 　　6.2.1风电机组应满足功率因数在超前0.95至滞后0.95的范围内动态可调。 　　6.3频率调节 　　6.3.1电网频率变化在49.5Hz～50.5Hz范围内时，风电机组应具有连续运行的能力。 　　6.3.2电网频率低于47.5Hz时，风电机组的持续运行能力根据风电机组允许运行的最低频率而定。 　　6.3.3电网频率变化在47.5Hz～49.5Hz范围内时，风电机组应具有至少运行10min的能力。 　　6.3.4电网频率变化在50.5Hz～5IHz范围内时，风电机组应具有至少运行2min的能力。 　　6.4低电压穿越 　　6.4.1风电机组应具有低电压穿越能力。对风电机组低电压穿越能力的技术要求如图6.4.1所示。 　　6.4.2风电机组应具有在并网点电压跌至20％额定电压时能够维持并网运行625ms的低电压穿越能力。 　　6.4.3风电场并网点电压在发生跌落后2s内能够恢复到额定电压的90％时，风电机组应具有不脱网连续运行的能力。 　　6.4.4对电力系统故障期间没有切出的风电机组，应具有有功功率在故障清除后快速恢复的能力，自故障清除时刻开始，以至少每秒10％额定功率的功率变化率恢复至故障前的状态。