2023風(fēng)力發(fā)電場無功配置及電壓控制技術(shù)規(guī)范 第2部分：海上風(fēng)電

風(fēng)力發(fā)電場無功配置及電壓控制技術(shù)規(guī)范第2部分：海上風(fēng)電目??次278571范圍 176842規(guī)范性引用文件 130923術(shù)語與定義 1217884無功電源 2142874.1基本要求 2122934.2海上風(fēng)電機(jī)組 265004.3無功補(bǔ)償裝置。 337025無功容量配置 3261455.1基本要求 369575.2配置容量 3260636無功電壓控制系統(tǒng) 4119806.1基本要求 4262626.2系統(tǒng)功能 478436.3調(diào)節(jié)性能 5207837電壓控制 5324167.1控制要求 5264947.2控制模式 5225337.3故障穿越 518685附錄A 6風(fēng)力發(fā)電場無功配置及電壓控制技術(shù)規(guī)范第2部分：海上風(fēng)電范圍本文件規(guī)定了海上風(fēng)電場接入電力系統(tǒng)的無功電源、無功容量配置、自動(dòng)電壓控制系統(tǒng)，以及電壓控制方面的技術(shù)要求。本標(biāo)準(zhǔn)適用于通過110kV及以上電壓等級(jí)線路與電力系統(tǒng)連接的新建或擴(kuò)建海上風(fēng)電場。規(guī)范性引用文件下列文件對于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅所注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB38755電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定導(dǎo)則GB/T31464電網(wǎng)運(yùn)行準(zhǔn)則GB/T40427電力系統(tǒng)電壓和無功電力技術(shù)導(dǎo)則GB/T40600風(fēng)電場功率控制系統(tǒng)調(diào)度功能技術(shù)要求GB/T40594電力系統(tǒng)網(wǎng)源協(xié)調(diào)技術(shù)導(dǎo)則術(shù)語與定義下列術(shù)語和定義適用于本標(biāo)準(zhǔn)。海上風(fēng)電場offshorewindfarm；offshorewindpowerplant由一批海上風(fēng)電機(jī)組或風(fēng)電機(jī)組群（包括機(jī)組單元變壓器）、匯集線路、主升壓變壓器及其他設(shè)備組成的發(fā)電站。海上風(fēng)電場并網(wǎng)點(diǎn)pointofconnectionofoffshorewindfarm與公共電網(wǎng)直接相連或經(jīng)其他海上風(fēng)電場接入公共電網(wǎng)的海上風(fēng)電場陸上升壓站/開關(guān)站高壓側(cè)母線或節(jié)點(diǎn)。海上風(fēng)電場無功電源reactivepowersourceofoffshorewindfarm海上風(fēng)電場內(nèi)的風(fēng)電機(jī)組、并聯(lián)電容器、并聯(lián)電抗器、靜止無功補(bǔ)償器、靜止無功發(fā)生器、同步調(diào)相機(jī)、儲(chǔ)能等無功補(bǔ)償裝置。包括發(fā)電機(jī)/調(diào)相機(jī)、新能源、儲(chǔ)能、線路、電壓源型換流器（VSC）、電網(wǎng)和用戶無功補(bǔ)償設(shè)備等可提供容性無功容量的設(shè)備。（根據(jù)GB/T40427電力系統(tǒng)電壓和無功電力技術(shù)導(dǎo)則，有儲(chǔ)能和線路）海上風(fēng)電場無功容量reactivepowercapacityofoffshorewindfarm海上風(fēng)電場內(nèi)全部無功電源的無功容量總和，可分為容性無功容量和感性無功容量。海上風(fēng)電場動(dòng)態(tài)無功電流增量dynamicreactivecurrentincrementofoffshorewindfarm風(fēng)電場低電壓或高電壓穿越期間向電力系統(tǒng)注入或吸收的無功電流相對于電壓跌落或升高前問電力系統(tǒng)注入或吸收無功電流的變化量。注：動(dòng)態(tài)無功電流均指容性無功電流。海上風(fēng)電場無功電壓控制調(diào)節(jié)時(shí)間regulationtimeofoffshorewindfarmreactivepower/voltagecontrol海上風(fēng)電場無功電壓控制系統(tǒng)自接收到電力系統(tǒng)調(diào)度機(jī)構(gòu)實(shí)時(shí)下達(dá)(或預(yù)先設(shè)定〉的無功功率/電壓控制指令開始，直到海上風(fēng)電場實(shí)際無功功率/電壓值達(dá)到并保持在允許的范圍內(nèi)所需的最短時(shí)間。海上風(fēng)電場動(dòng)態(tài)無功電流響應(yīng)時(shí)間responsetimeofoffshorewindfarmdynamicreactivecurrent自并網(wǎng)點(diǎn)電壓升高或降低達(dá)到觸發(fā)設(shè)定值開始.直到海上風(fēng)電場動(dòng)態(tài)無功電流實(shí)際輸出值的變化量到控制目標(biāo)值與初始值之差的90%所需的時(shí)間。海上風(fēng)電場動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置響應(yīng)時(shí)間responsetimeofoffshorewindfarmdynamicreactivepowercompensationequipment海上風(fēng)電場內(nèi)動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置自并網(wǎng)點(diǎn)電壓異常升高或者降低達(dá)到觸發(fā)設(shè)定值開始，直到動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置實(shí)際輸出值的變化量達(dá)到控制目標(biāo)值與初始值之差的90%所需的時(shí)間。無功電源基本要求海上風(fēng)電場的無功電源包括風(fēng)電場中的風(fēng)電機(jī)組和無功補(bǔ)償裝置，無功補(bǔ)償裝置包括并聯(lián)電容器、并聯(lián)電抗器、靜止無功補(bǔ)償器、靜止無功發(fā)生器等。海上風(fēng)電場要充分利用海上風(fēng)電機(jī)組的無功容量及其調(diào)節(jié)能力，當(dāng)風(fēng)電機(jī)組的無功容量不能滿足電力系統(tǒng)電壓調(diào)節(jié)器時(shí).應(yīng)在風(fēng)電場集中加裝適當(dāng)容量的無功補(bǔ)償裝置，必要時(shí)加裝動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置。海上風(fēng)電機(jī)組海上風(fēng)電機(jī)組應(yīng)具有一定的無功容量，宜滿足圖1所示要求，即無功功率在額定有功出力下功率因數(shù)超前0.95~滯后0.95確定的范圍內(nèi)動(dòng)態(tài)連續(xù)可調(diào)。圖1海上風(fēng)電機(jī)組無功容量及調(diào)節(jié)能力范圍要求海上風(fēng)電場安裝的風(fēng)電機(jī)組應(yīng)具備故障電壓穿越能力和電網(wǎng)運(yùn)行適應(yīng)能力，滿足GB/T19963的要求。無功補(bǔ)償裝置。在電網(wǎng)正常運(yùn)行情況下，海上風(fēng)電場無功補(bǔ)償裝置應(yīng)適應(yīng)電網(wǎng)各種運(yùn)行方式變化和運(yùn)行控制要求。海上風(fēng)電場無功動(dòng)態(tài)調(diào)整的響應(yīng)速度應(yīng)與場內(nèi)風(fēng)電機(jī)組故障穿越能力相匹配，確保在調(diào)節(jié)過程中風(fēng)電機(jī)組不因電壓異常而脫網(wǎng)。海上風(fēng)電場內(nèi)無功補(bǔ)償裝置的電壓耐受能力應(yīng)不低于海上風(fēng)電場的故障穿越能力要求。海上風(fēng)電場內(nèi)配置的低壓并聯(lián)電容器組和電抗器組投切次數(shù)應(yīng)能滿足系統(tǒng)運(yùn)行的要求。無功容量配置基本要求海上風(fēng)電場的無功容量應(yīng)按照分（電壓）層和分（電）區(qū)基本平衡的原則進(jìn)行配置，并滿足檢修備用要求。海上風(fēng)電場配置的無功補(bǔ)償裝置類型及其容量范圍應(yīng)結(jié)合風(fēng)電場實(shí)際接入情況研究確定。配置容量對于直接接入公共電網(wǎng)的海上風(fēng)電場，其配置的容性無功容量能夠補(bǔ)償海上風(fēng)電場滿發(fā)時(shí)場內(nèi)匯集線路、主變壓器、高壓海纜的感性無功及送出線路的一半感性無功之和；其配置的感性無功容量能夠補(bǔ)償海上風(fēng)電場自身的容性充電無功功率及送出線路的一半充電無功功率。對于通過220kV海上風(fēng)電匯集系統(tǒng)升壓至500kV電壓等級(jí)接入公共電網(wǎng)的海上風(fēng)電場群中的海上風(fēng)電場，其配置的容性無功容量應(yīng)能夠補(bǔ)償海上風(fēng)電場滿發(fā)時(shí)場內(nèi)匯集線路、主變壓器、高壓海纜的感性無功損耗及送出線路的全部感性無功損耗；其配置的感性無功容量能夠補(bǔ)償海上風(fēng)電場自身的容性充電無功功率及送出線路的全部充電無功功率。經(jīng)長距離交流海纜接入的海上風(fēng)電場，宜在送出海纜首末兩端配置高抗進(jìn)行補(bǔ)償，必要時(shí)在海纜中間配置無功中繼站。輸電電纜配置高壓并聯(lián)電抗器的補(bǔ)償度應(yīng)同時(shí)滿足電纜載流量、過電壓限制、無功平衡的要求，配置的地點(diǎn)可選擇海上升壓站側(cè)和陸上開關(guān)站/集控中心側(cè)，考慮載流量、電壓波動(dòng)率等約束條件。必要時(shí)可單獨(dú)配置高抗補(bǔ)償站。在海上風(fēng)電并網(wǎng)發(fā)電比重較高的地區(qū)，海上風(fēng)電場應(yīng)提供短路容量支撐，必要時(shí)可加裝步調(diào)相機(jī)等裝置.其容量范圍應(yīng)結(jié)合海上風(fēng)電場實(shí)際接入情況通過專題研究確定。采用柔性直流接入的海上風(fēng)電場，應(yīng)優(yōu)先利用并網(wǎng)點(diǎn)換流站無功電壓控制能力，必要時(shí)可適當(dāng)配置無功補(bǔ)償裝置。無功電壓控制系統(tǒng)基本要求海上風(fēng)電場應(yīng)配置無功電壓控制系統(tǒng)。在電網(wǎng)正常運(yùn)行或者擾動(dòng)后動(dòng)態(tài)恢復(fù)過程中，無功電壓控制系統(tǒng)能根據(jù)電力系統(tǒng)調(diào)度機(jī)構(gòu)實(shí)時(shí)下達(dá)（或預(yù)先設(shè)定）的指令，自動(dòng)調(diào)節(jié)其發(fā)出（或吸收）的無功功率，控制海上風(fēng)電場并網(wǎng)點(diǎn)電壓或無功功率在要求的運(yùn)行范圍內(nèi)。系統(tǒng)功能無功電壓控制系統(tǒng)應(yīng)有多種控制模式，包括恒電壓模式、恒無功功率模式和恒功率因數(shù)模式等，具備根據(jù)運(yùn)行需要在線切換模式的能力。無功電壓控制系統(tǒng)應(yīng)通過協(xié)調(diào)控制海上風(fēng)電機(jī)組的無功出力、海上風(fēng)電場無功補(bǔ)償裝置的投切或無功輸出，以及海上風(fēng)電場有載調(diào)壓變壓器分接頭位置實(shí)現(xiàn)海上風(fēng)電場的無功功率與電壓調(diào)節(jié)。海上風(fēng)電場無功電壓控制系統(tǒng)應(yīng)優(yōu)先保證本場站高壓并網(wǎng)點(diǎn)電壓滿足要求，保證風(fēng)電機(jī)組電壓在合格的范圍內(nèi)，并最大化動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置的備用容量。海上風(fēng)電場無功電壓控制系統(tǒng)的定值整定、單次調(diào)節(jié)步長應(yīng)充分考慮風(fēng)電場間的協(xié)同，并能根據(jù)新能源場站投產(chǎn)規(guī)模變化、運(yùn)行方式變更等進(jìn)行調(diào)整。通過柔直并網(wǎng)的海上風(fēng)電場，柔直并網(wǎng)點(diǎn)的無功/電壓控制模式應(yīng)具備定無功、定電壓和定功率因數(shù)控制模式，并可根據(jù)調(diào)度要求進(jìn)行控制模式切換。海上風(fēng)電場與柔直系統(tǒng)之間的無功/電壓控制模式宜在柔直側(cè)采用定電壓控制，在風(fēng)電場側(cè)采用定無功控制模式。無功電壓控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)時(shí)間及控制精度應(yīng)滿足運(yùn)行要求，應(yīng)接受調(diào)度AVC主站下發(fā)的指令實(shí)現(xiàn)無功優(yōu)化控制。無功優(yōu)化控制至少考慮如下因素：在電網(wǎng)穩(wěn)態(tài)情況下,系統(tǒng)應(yīng)充分利用風(fēng)電機(jī)組的無功調(diào)節(jié)能力,置換動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置已投入的無功功率,并使動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置預(yù)留合理的無功裕度；在保證電壓合格的前提下,系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)網(wǎng)損最小原則,協(xié)調(diào)控制風(fēng)電機(jī)組與無功補(bǔ)償設(shè)備。合理配置并優(yōu)化風(fēng)電場內(nèi)各節(jié)點(diǎn)的無功出力及電壓水平,避免出現(xiàn)無功電流的不合理流動(dòng)。調(diào)節(jié)性能海上風(fēng)電場無功電壓控制系統(tǒng)應(yīng)滿足GB/T40600的要求，無功功率控制精度不大于控制目標(biāo)值的5%，無功功率控制目標(biāo)值調(diào)節(jié)時(shí)間應(yīng)不超過30s，電壓控制精度不超過0.5kV（220kV及以下電壓）或1kV（500kV及以上電壓等級(jí)），電壓目標(biāo)值調(diào)節(jié)時(shí)間不超過120s。電壓控制控制要求當(dāng)公共電網(wǎng)電壓處于正常范圍內(nèi)時(shí)，對于接入220kV及以下電壓等級(jí)公共電網(wǎng)的海上風(fēng)電場，海上風(fēng)電場應(yīng)能夠控制其并網(wǎng)點(diǎn)電壓在標(biāo)稱電壓的97%~107%范圍內(nèi)；對于通過220kV風(fēng)電匯集系統(tǒng)升壓至500kV電壓等級(jí)接入公共電網(wǎng)的風(fēng)電場群的海上風(fēng)電場，海上風(fēng)電場應(yīng)能夠控制其并網(wǎng)點(diǎn)電壓在標(biāo)稱電壓的100%~110%范圍內(nèi)。海上風(fēng)電場電壓動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)性能原則上應(yīng)達(dá)到同步發(fā)電機(jī)水平?？刂颇Ｊ胶Ｉ巷L(fēng)電場主變壓器宜采用有載調(diào)壓變壓器，其分接頭選擇、調(diào)壓范圍及每擋調(diào)壓值，應(yīng)滿足風(fēng)電場母線電壓質(zhì)量的要求，滿足場內(nèi)風(fēng)電機(jī)組的正常運(yùn)行要求。海上風(fēng)電場動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置所連接變壓器（如有）宜采用有載調(diào)壓變壓器，通過該變壓器分接頭調(diào)節(jié)動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置側(cè)電壓，確保動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置的正常運(yùn)行。故障穿越海上風(fēng)電場應(yīng)具備GB/T19963規(guī)定的故障穿越能力，包括低電壓穿越能力、高電壓穿越能力、連續(xù)穿越能力，在電壓考核范圍內(nèi)，海上風(fēng)電場內(nèi)的風(fēng)電機(jī)組應(yīng)保證不脫網(wǎng)連續(xù)運(yùn)行。海上風(fēng)電場在故障穿越期間應(yīng)根據(jù)GB/T19963的要求提供正序動(dòng)態(tài)無功電流支撐電壓恢復(fù)，在系統(tǒng)發(fā)生不對稱短路故障時(shí)從電網(wǎng)吸收負(fù)序動(dòng)態(tài)無功電流抑制負(fù)序電壓升高。存在過電壓或無功電壓振蕩風(fēng)險(xiǎn)的海上風(fēng)電場，其動(dòng)態(tài)無功電流比例系數(shù)、故障發(fā)生后的響應(yīng)時(shí)間、故障切除后的退出時(shí)間，以及有功恢復(fù)速率等參數(shù)、特性應(yīng)通過專題分析進(jìn)行優(yōu)化。海上風(fēng)電場所能承受的連續(xù)低-高電壓穿越次數(shù)應(yīng)考慮臺(tái)風(fēng)等極端天氣下電網(wǎng)故障、重合閘不成功，以及調(diào)度強(qiáng)送等因素帶來的短時(shí)間多次電壓跌落的情況。通過柔直并網(wǎng)的海上風(fēng)電場，其風(fēng)機(jī)的故障穿越能力包括低電壓穿越能力、高電壓穿越能力、連續(xù)穿越能力應(yīng)滿足GB/T