GB/T 20320-2013 风力发电机组 电能质量测量和评估方法

ICS27.180

F11

中华人民共和国国家标准

/—/:

GBT203202013IEC61400-212008

代替/—

GBT203202006

风力发电机组电能质量测量

和评估方法

Measurementandassessmentofowerualitcharacteristicsof

pqy

windturbineseneratorsstems

gy

(:,—

IEC61400-212008Windturbines

:

Part21Measurementandassessmentofowerualitcharacteristics

pqy

,)

ofridconnectedwindturbinesIDT

g

2013-12-31发布2014-10-01实施

中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局

发布

中国国家标准化管理委员会

/—/:

GBT203202013IEC61400-212008

目次

前言…………………………Ⅰ

1范围………………………1

2规范性引用文件…………………………1

3术语和定义………………2

4符号和单位………………4

5缩写………………………6

6风力发电机组电能质量特性参数………………………6

7测试程序…………………10

8电能质量评估……………22

()……………………

附录资料性附录报告格式样本

A25

()…………………

附录资料性附录电压波动和闪变

B34

()、………………

附录资料性附录有功功率无功功率和电压测量

C41

参考文献……………………43

图有功功率设定值调整…………………

19

图无功功率设定值调整…………………

29

图测量系统示例………………………

311

图用于虚拟电压仿真的虚拟电网……………………

413

()………………

图测试风力发电机组对电压跌落响应的测试系统含电压跌落发生装置示意图

518

图6电压跌落允许误差…………………19

图B.1连续运行状态下风力发电机组闪变的测量和评估程序………34

图B.2切换操作状态下风力发电机组电压变动和闪变的测量及评估程序…………35

图B.3闪变系数与风速之间的函数关系………………35

(、)…

表1电压跌落规格规定的电压跌落幅值持续时间和波形对应被测风力发电机组未接入的情形8

表2测量设备的要求……………………12

表指数参数()…………

3IEC61000-3-624

表切入风速至/风速范围内每个风速区间内的测量数据个数,及出现频率,与,…

B.115msNmimii36

ff

y

表B.2每个风速区间的加权系数wi……………………36

表B.3所有风速区间的总加权系数乘以测量数据个数………………37

表不同风速分布下闪变系数的加权累积分布()………

B.4Pc<x37

r

表B.5连续运行状态下闪变系数结果值………………38

表B.6不同风速的概率和百分位数……………………38

/—/:

GBT203202013IEC61400-212008

前言

本标准按照/—给出的规则起草。

GBT1.12009

/—《》。/—

本标准代替风力发电机组电能质量测量和评估方法与

GBT203202006GBT20320

《》,:

风力发电机组电能质量测量和评估方法相比主要内容变化如下

2006

———“”“”(、);

补充了运行模式和风力发电机组术语和定义见3.83.21

———“”“”“”;

取消了原术语和定义中的最大允许功率额定无功功率和公共供电点

———“”“

取消了风电机组电能质量特性参数中的最大允许功率和风力发电机组规格中的额定无功

”;

功率项目

———“”“”;

取消了测试条件中关于中压电网接入点处的短路容量和湍流强度的要求

———“”();

修改了测试条件中关于风力发电机组输出端10min测量电压平均值的要求见7.1.2

———取消了测试设备中关于功率变送器的要求;

———、(、);

增加了电流间谐波和高频分量的测试内容和测试评估方法见6.47.4

———“”(、);

增加了电压跌落响应测试内容和测试方法见6.57.5

———(、、

增加了有功功率升速率限制和有功功率设定值控制的测试内容和测试方法见.3

、);

.3

———(、、、

增加了无功功率能力和无功功率设定值控制的测试内容和测试方法见.27.7.1

);

7.7.2

———(、、、);

增加了电网保护和重并网时间的测试内容和测试方法见7.9

———、()。

增加了附录有功功率无功功率和电压测量见附录

CC

:《:

本标准使用翻译法等同采用风力发电机组第部分风力发电机组电

IEC61400-21200821

能质量测量和评估方法》。

与本标准中规范性引用文件有一致性对应关系的我国文件如下:

————电磁式电压互感器(:,);

GB12072006IEC60044-22003MOD

————电流互感器(:,);

GB12082006IEC60044-12003MOD

———/—电工术语风力发电机组(:);

GBT2900.532001idtIEC60050-4151999

———/—电工术语电磁兼容(():);

GBT43652003idtIEC600501611990

———/—电磁兼容试验和测量技术闪烁仪功能和设计规范(

GBT17626.152011IEC61000-

:,);

4-152003IDT

———/—风力发电机组功率特性测试(:,)。

GBT18451.22012IEC61400-12-12005IDT

本标准作了下列编辑性修改:

———《》。

将标准名称修改为风力发电机组电能质量测量和评估方法

本标准由中国机械工业联合会提出。

(/)。

本标准由全国风力机械标准化技术委员会SACTC50归口

:、、

本标准起草单位中国电力科学研究院中国农业机械化科学研究院呼和浩特分院新疆金风科技

、()、、

股份有限公司华锐风电科技集团股份有限公司内蒙古自治区农牧业机械试验鉴定站国电联合动

、。

力技术有限公司深圳市禾望电气有限公司

:、、、、、、、、、、

本标准主要起草人李庆王建平王相明王伟张利秦世耀王瑞明陈默子乔元苏丽营

、、、。

苏日娜宫玉鹏董健李东坡

本标准的历次发布情况为:

———/—。

GBT203202006

Ⅰ

/—/:

GBT203202013IEC61400-212008

风力发电机组电能质量测量

和评估方法

1范围

、。:

本标准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内容包括

———对并网型风力发电机组电能质量特性参数的定义和定量描述;

———量化特性参数的测量程序;

———,,

电能质量符合性评估程序包括评估安装在某一场地可能为机群中某型风力发电机组的电能

质量。

。

本标准中的测量程序适用于与电网三相连接的单台风力发电机组本标准只要求在风力发电机组

,

中压或高压系统公共连接点处测试并按本标准的规定进行评估测量程序适用于任何容量的风力发电

机组。

。,

测量得到的特性参数仅对特定配置和运行模式的被测风力发电机组类型有效其他机组配置包

,。

括改变控制参数会引起风力发电机组的电能质量发生变化需要另行评估

,,

测量程序是尽可能的按照非特定场地的要求进行设计的因此在某一测试场地的测量结果同样适

用于其他场地。

,

电能质量符合性评估程序适用于连接于中压或高压电网公共连接点的风力发电机组要求电网频

,。,

率偏差不超过±1Hz并具有足够的有功功率和无功功率调节能力其他情况下电能质量符合性评

估原则可作为指南。

,。

本标准适用于风力发电机组的测试同时包含了可用于风电场测试的信息

::

注本标准对系统电压等级的定义如下

———,;

低压指U≤1kV

n

———,;

中压指1kV<U≤35kV

n

———,。

高压指U>35kV

n

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

/—、

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

GBT17626.72008

测量仪器导则(:,)

IEC61000-4-72002IDT

:(—:

互感器第部分电流互感器

IEC60044-11InstrumenttransformersPart1Currenttrans-

)

formers

:(—:

互感器第部分电磁式电压互感器

IEC60044-22InstrumenttransformersPart2

)

Inductivevoltaetransformers

g

:(—

国际电工词汇第部分电磁兼容

IEC60050-161161InternationalElectrotechnicalVocabular

y

:)

Part161Electromaneticcomatibilit

gpy

:(

国际电工词汇第部分风力发电机组

IEC60050-415415InternationalElectrotechnical

—:)

VocabularPart415Windturbineeneratorsstems

ygy

1

/—/:

GBT203202013IEC61400-212008

()::

电磁兼容性第部分试验和测量技术第节闪变仪功能和设

IEC61000-4-15EMC415

计规范(()—:—

ElectromaneticcomatibilitEMCPart4TestinandmeasurementtechniuesSection

gpygq

:—)

15FlickermeterFunctionalanddesinsecifications

gp

:(—

风力发电机组第部分风力发电机组功率特性测试

IEC61400-12-112-1Windturbines

:)

Part12-1Powererformancemeasurementsofelectricitroducinwindturbines

pypg

::(

可调速电力传动系统第部分电磁兼容要求和特定试验方法

IEC61800-320043Adustable

j

—:)

seedelectricalowerdrivesstemsPart3EMCreuirementsandsecifictestmethods

ppyqp

数字数据采集系统及相关软件的性能特征和校准方法(

IEC62008Performancecharacteristics

)

andcalibrationmethodsfordiitaldataacuisitionsstemsandrelevantsoftware

gqy

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

()()

连续运行风力发电机组continuousoerationforwindturbines

p

,。

风力发电机组正常的运行状态不包括启动和停机

3.2

()()

切入风速风力发电机组cut-inwindseedforwindturbines

p

,。

风力发电机组开始发电时对应轮毂高度处的最低风速

3.3

()(

连续运行时的闪变系数风力发电机组flickercoefficientforcontinuousoerationforwindtur-

p

)

bines

风力发电机组在连续运行状态下产生闪变的规格化测量值:

,

Skfic

(),…………()

cψk=Pstfic×1

Sn

式中:

P,———虚拟电网中风力发电机组产生的闪变;

stfic

Sn———风力发电机组额定视在功率;

S,———虚拟电网短路容量。

kfic

:()()。

注连续运行状态下短时间10min闪变值与长时间2h闪变值相同

3.4

()()

闪变阶跃系数风力发电机组flickerstefactorforwindturbines

p

风力发电机组进行切换操作时产生闪变的规格化测量值:

,

1Skfic0.31

(),…………()

k=××P×T2

fkstficp

ψ

130Sn

式中:

———,,,

Tp测量周期测量时间应足够长确保切换操作引起的暂态过程基本结束但是不能完全消

除湍流引起的功率波动的影响;

P,———虚拟电网中风力发电机组产生的闪变;

stfic

Sn———风力发电机组的额定视在功率;

S,———虚拟电网短路容量。

kfic

:。

注此处闪变值P,的计算周期为T

stficp

2

/—/:

GBT203202013IEC61400-212008

3.5

()()

最大测量功率风力发电机组maximummeasuredowerforwindturbines

p

,。

在规定的平均时间内风力发电机组连续运行状态下的有功功率最大测量值

3.6

电网阻抗相角networkimedancehaseanle

ppg

电网短路阻抗相角:

(/)…………()

=arctanXR3

ψkkk

式中:

Xk———电网短路电抗;

Rk———电网短路电阻。

3.7

()()

正常运行风力发电机组normaloerationforwindturbines

p

在风力发电机组手册中描述的无故障运行状态。

3.8

()()

运行模式风力发电机组oerationalmodeforwindturbines

p

,、、、

根据控制设置运行模式例如电压控制模式频率控制模式有功功率控制模式无功功率控制模

式等。

3.9

()()

输出功率风力发电机组oututowerforwindturbines

pp

风力发电机组在输出端输出的有功功率。

3.10

公共连接点;

ointofcommoncoulinPCC

ppg

电力系统中一个以上用户的连接处。

3.11

()()

功率汇集系统风力发电机组owercollectionsstemforwindturbines

py

汇集风力发电机组的电能并将其送入电网的电气系统。

3.12

()()

额定视在功率风力发电机组ratedaarentowerforwindturbines

ppp

、:

风力发电机组在额定电流额定电压和额定频率条件下运行时的视在功率

…………()

S=3UI4

nnn

式中:

Un———额定电压;

I———额定电流。

n

3.13

()()

额定电流风力发电机组ratedcurrentforwindturbines

正常运行条件下风力发电机组设计能达到的最大连续输出电流。

3.14

()()

额定功率风力发电机组ratedowerforwindturbines

p

正常运行条件下风力发电机组设计能达到的最大连续输出功率。

3.15

()()

额定风速风力发电机组ratedwindseedforwindturbines

p

,。

风力发电机组达到额定输出功率时对应轮毂高度处的最低风速

3

/—/:

GBT203202013IEC61400-212008

3.16

()()

停机风力发电机组standstillforwindturbines

风力发电机组停机未运行的状态。

3.17

()()

启动风力发电机组start-uforwindturbines

p

风力发电机组从停机到发电之间的过渡状态。

3.18

()()

切换操作风力发电机组switchinoerationforwindturbines

gp

启动或发电机之间的切换。

3.19

湍流强度turbulenceintensit

y

,。

风速标准偏差与平均风速的比用同一组风速测量数据和规定的周期进行计算

3.20

()()

电压变动系数风力发电机组voltaechanefactorforwindturbines

gg

风力发电机组切换操作状态下电压变动的规格化测量值:

,,,

Uficmax-UficminSkfic

()…………()

k35

uk=××

ψ

UnSn

式中:

———,;

U,风力发电机组切换操作时虚拟电网一个周期内相电压的最小有效值

ficmin

———,;

U,风力发电机组切换操作时虚拟电网一个周期内相电压的最大有效值

ficmax

Un———额定线电压;

Sn———风力发电机组的额定视在功率;

S,———虚拟电网的短路容量。

kfic

:,。

注电压变动系数与最大浪涌电流和额定电流的比率相似但是电网阻抗相角的函数的最大值在数值

kkkk