XXXX0424風(fēng)電場(chǎng)電能質(zhì)量測(cè)試方法與實(shí)踐-江蘇電科院陳兵

風(fēng)電場(chǎng)電能質(zhì)量測(cè)試方法與實(shí)踐二〇一四年五月1風(fēng)力發(fā)電的電能質(zhì)量問題目錄2風(fēng)電場(chǎng)電能質(zhì)量測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)3風(fēng)電場(chǎng)電能質(zhì)量測(cè)試方法4風(fēng)電場(chǎng)電能質(zhì)量測(cè)試案例一、風(fēng)力發(fā)電的電能質(zhì)量問題1、風(fēng)電并網(wǎng)對(duì)電能質(zhì)量的影響電壓閃變：風(fēng)速波動(dòng)、風(fēng)剪切、塔影效應(yīng)、無功功率變化、控制參數(shù)改變、頻繁切換操作均會(huì)引起風(fēng)電并網(wǎng)點(diǎn)電壓波動(dòng)和閃變。諧波：風(fēng)電機(jī)組變流器的采用不可避免地會(huì)產(chǎn)生各種頻率的諧波，對(duì)電網(wǎng)電能質(zhì)量產(chǎn)生明顯影響。電壓偏差：在系統(tǒng)運(yùn)行水平和負(fù)荷水平不變的條件下，并網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的電壓偏差由風(fēng)電場(chǎng)輸出有功功率和無功功率共同決定。一、風(fēng)力發(fā)電的電能質(zhì)量問題2、電能質(zhì)量對(duì)風(fēng)力發(fā)電的影響電網(wǎng)電壓跌落：(1)機(jī)械、電氣功率的不平衡影響機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行；(2)暫態(tài)過程導(dǎo)致發(fā)電機(jī)中出現(xiàn)過流，可能損壞器件；(3)附加的轉(zhuǎn)矩、應(yīng)力可能損壞機(jī)械部分。系統(tǒng)三相電壓不對(duì)稱：導(dǎo)致風(fēng)電機(jī)組頻繁出現(xiàn)負(fù)序電流，風(fēng)電機(jī)組因”電流不對(duì)稱”故障而停機(jī)。12風(fēng)電場(chǎng)電能質(zhì)量測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)3風(fēng)電場(chǎng)電能質(zhì)量測(cè)試方法風(fēng)力發(fā)電的電能質(zhì)量問題4風(fēng)電場(chǎng)電能質(zhì)量測(cè)試案例二、風(fēng)電場(chǎng)電能質(zhì)量測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)國際標(biāo)準(zhǔn)二、風(fēng)電場(chǎng)電能質(zhì)量測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)國家標(biāo)準(zhǔn)二、風(fēng)電場(chǎng)電能質(zhì)量測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)國網(wǎng)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)二、風(fēng)電場(chǎng)電能質(zhì)量測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)系13風(fēng)電場(chǎng)電能質(zhì)量測(cè)試方法2風(fēng)電場(chǎng)電能質(zhì)量測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)力發(fā)電的電能質(zhì)量問題4風(fēng)電場(chǎng)電能質(zhì)量測(cè)試案例三、風(fēng)電場(chǎng)電能質(zhì)量測(cè)試方法測(cè)試條件（1）風(fēng)電場(chǎng)測(cè)試之前，風(fēng)電場(chǎng)應(yīng)完成全部機(jī)組并網(wǎng)調(diào)試，測(cè)試期間，

風(fēng)電機(jī)組應(yīng)全部投入運(yùn)行；（2）測(cè)試期間，風(fēng)電場(chǎng)最大實(shí)際運(yùn)行容量應(yīng)大于風(fēng)電場(chǎng)額定容量的95％，測(cè)試過程包含0-95%額定容量以上出力；（3）風(fēng)電場(chǎng)應(yīng)具備獨(dú)立的測(cè)風(fēng)塔，測(cè)試時(shí)風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)速應(yīng)從該測(cè)風(fēng)

塔獲得；（4）測(cè)試期間，風(fēng)電場(chǎng)實(shí)際并網(wǎng)的狀況不能變化，包括硬件部件和

控制系統(tǒng)；（5）測(cè)試應(yīng)由具備相應(yīng)資質(zhì)的機(jī)構(gòu)進(jìn)行。三、風(fēng)電場(chǎng)電能質(zhì)量測(cè)試方法測(cè)試設(shè)備Q/GDW630-20111、電壓互感器精度至少為1級(jí)頻率響應(yīng)≥2500Hz2、電流互感器精度至少為1級(jí)頻率響應(yīng)≥2500Hz3、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采樣頻率≥5kHz分辨率≥12位設(shè)備型號(hào)DEWE-5000FLUKE1760電壓量程(rms)1400V1000V基本精度0.1%0.1%A/D(bits)12-24可選1650Hz系統(tǒng)采樣頻率(kS/s)10010.24每周期采樣點(diǎn)2000205測(cè)量帶寬20kHz4.6kHz數(shù)據(jù)內(nèi)存160GB2GBIEC61000-4-30A級(jí)是是三、風(fēng)電場(chǎng)電能質(zhì)量測(cè)試方法測(cè)量點(diǎn)風(fēng)電場(chǎng)升壓變高壓側(cè)測(cè)試內(nèi)容頻率諧波間諧波電壓閃變電壓偏差電壓不平衡度測(cè)試周期連續(xù)測(cè)試至少24h覆蓋0-100%Pn出力三、風(fēng)電場(chǎng)電能質(zhì)量測(cè)試方法分功率區(qū)段（1）輸出功率從0至額定功率的100％，以10％的額定功率為區(qū)間；（2）每個(gè)功率區(qū)間、每相至少應(yīng)采集風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)點(diǎn)5個(gè)10min時(shí)間序列瞬

時(shí)電壓和瞬時(shí)電流值的測(cè)量值；（3）通過計(jì)算得到所有功率區(qū)間的風(fēng)電場(chǎng)有功功率的0.2s平均值；（4）以測(cè)試開始零時(shí)刻，計(jì)算零時(shí)刻至60s時(shí)間段內(nèi)風(fēng)電場(chǎng)輸出功率最大

值和最小值，兩者之差為1min有功功率變化；同樣計(jì)算0.2s至60.2s時(shí)間段內(nèi)風(fēng)電場(chǎng)輸出功率最大值和最小值，得出1min有功功率

變化，依此類推，計(jì)算出1min有功功率變化；（5）10min有功功率變化的計(jì)算方法與1min有功功率變化的計(jì)算方法相同。三、風(fēng)電場(chǎng)電能質(zhì)量測(cè)試方法諧波測(cè)試注入的諧波電流、并網(wǎng)點(diǎn)的電壓總諧波畸變率、各次諧波電壓、間諧波電壓三、風(fēng)電場(chǎng)電能質(zhì)量測(cè)試方法諧波計(jì)算算法：諧波子組、間諧波子組。諧波（子組）：測(cè)量至50次。間諧波（子組）：測(cè)量至2kHz時(shí)間窗：10周期測(cè)量間隔：10minIh：第h次諧波電流（均方根值）In：基波電流（均方根值）諧波群諧間波群THC三、風(fēng)電場(chǎng)電能質(zhì)量測(cè)試方法閃變測(cè)試短時(shí)間閃變Pst、長(zhǎng)時(shí)間閃變Plt三、風(fēng)電場(chǎng)電能質(zhì)量測(cè)試方法閃變計(jì)算框1：用來實(shí)現(xiàn)把不同等級(jí)的電源電壓降到適用于儀器內(nèi)部電路電壓值?？?、3、4：綜合模擬了燈-眼-腦環(huán)節(jié)對(duì)電壓波動(dòng)的反應(yīng)?？?：用積累概率函數(shù)CPF的方法進(jìn)行分析，計(jì)算Pst。三、風(fēng)電場(chǎng)電能質(zhì)量測(cè)試方法閃變計(jì)算（1）風(fēng)電場(chǎng)停運(yùn)時(shí)，電網(wǎng)背景長(zhǎng)時(shí)間閃變值Plt0；（2）風(fēng)電場(chǎng)投運(yùn)運(yùn)行時(shí)，并網(wǎng)點(diǎn)長(zhǎng)時(shí)間閃變值Plt1；（3）計(jì)算風(fēng)電場(chǎng)單獨(dú)引起的長(zhǎng)時(shí)間閃變值Plt2；（1）測(cè)量時(shí)段內(nèi)包含的12個(gè)短時(shí)間閃變值Pst；（2）計(jì)算2個(gè)小時(shí)的長(zhǎng)時(shí)間閃變值Plt；三、風(fēng)電場(chǎng)電能質(zhì)量測(cè)試方法其它指標(biāo)測(cè)試電壓偏差、電壓不平衡度、頻率三、風(fēng)電場(chǎng)電能質(zhì)量測(cè)試方法評(píng)價(jià)依據(jù)（1）諧波：GB/T14549-93《電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波》

（2）間諧波：GB/T24337-2009《電能質(zhì)量

公用電網(wǎng)間諧波》（3）閃變：GB/T12326-2008《電能質(zhì)量電壓波動(dòng)和閃變》（4）電壓偏差：GB/T12325-2008《電能質(zhì)量供電電壓偏差》（5）電壓不平衡度：GB/T15543-2008《電能質(zhì)量三相電壓不平衡》（6）

頻率：GB/T15945-2008《電能質(zhì)量電力系統(tǒng)頻率偏差》14風(fēng)電場(chǎng)電能質(zhì)量測(cè)試案例2風(fēng)電場(chǎng)電能質(zhì)量測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)3風(fēng)電場(chǎng)電能質(zhì)量測(cè)試方法風(fēng)力發(fā)電的電能質(zhì)量問題四、風(fēng)電場(chǎng)電能質(zhì)量測(cè)試案例江蘇灌云風(fēng)電場(chǎng)電能質(zhì)量測(cè)試案例風(fēng)場(chǎng)概況：地點(diǎn)：江蘇連云港灌云縣裝機(jī)容量：100MW并網(wǎng)風(fēng)機(jī)數(shù)量：50臺(tái)機(jī)組廠家：中船重工單機(jī)容量：2MW并網(wǎng)電壓等級(jí)：110kV并網(wǎng)線路：867鄧風(fēng)線測(cè)試時(shí)間：2012年11月10日-2012年11月22日測(cè)試位置：風(fēng)電場(chǎng)高壓控制室鄧風(fēng)線計(jì)量用PT、CT二次側(cè)測(cè)試設(shè)備：德維創(chuàng)DEWE-5000、FLUKE1760測(cè)試內(nèi)容：基波電壓/電流、諧波電壓/電流、間諧波電壓、

電壓閃變、電壓不平衡、電壓偏差、頻率、

功率變化測(cè)試設(shè)置：采樣頻率10kHZ；測(cè)量間隔為1分鐘，短時(shí)間閃

變基本記錄周期為10分鐘，長(zhǎng)時(shí)間閃變基本記

錄周期為2小時(shí)測(cè)試工況：覆蓋測(cè)試所需功率區(qū)間0-100%Pn。測(cè)試依據(jù)：Q/GDW630-2011《風(fēng)電場(chǎng)功率調(diào)節(jié)能力和電能

質(zhì)量測(cè)試規(guī)程》四、風(fēng)電場(chǎng)電能質(zhì)量測(cè)試案例測(cè)試作業(yè)流程四、風(fēng)電場(chǎng)電能質(zhì)量測(cè)試案例數(shù)據(jù)分析處理（1）德維創(chuàng)DEWE-5000、FLUKE1760儀器錄波數(shù)據(jù)導(dǎo)出；（2）MATLAB編程要點(diǎn)：（a)劃分10個(gè)功率區(qū)段；（b）按要求選出每個(gè)功率區(qū)段5個(gè)和12個(gè)10min時(shí)間序列數(shù)據(jù)；（c）按10周波窗計(jì)算1min和10min值，每區(qū)間各項(xiàng)電能質(zhì)量指標(biāo)值和功率變化值（諧波計(jì)算到50次）；（d）與國標(biāo)限值自動(dòng)比較。（3）輸入原始數(shù)據(jù)，運(yùn)行MATLAB程序；（4）自動(dòng)生成報(bào)表58個(gè)：諧波電壓報(bào)表10個(gè)、諧波電流報(bào)表10個(gè)、間諧波電壓報(bào)表10個(gè)、短時(shí)間閃變報(bào)表10個(gè)、長(zhǎng)時(shí)間閃變報(bào)表10個(gè)、匯總的諧波電壓/諧波電流/間諧波電壓/短時(shí)間電壓閃變/長(zhǎng)時(shí)間電壓閃變報(bào)表各1個(gè)、三相電壓不平衡/電壓偏差/頻率報(bào)表各1個(gè)。（5）評(píng)價(jià)：10個(gè)功率區(qū)間的電能質(zhì)量指標(biāo)都要滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。四、風(fēng)電場(chǎng)電能質(zhì)量測(cè)試案例測(cè)試結(jié)果1、0～10%Pn功率區(qū)間三相各次諧波電壓值MATLAB程序四、風(fēng)電場(chǎng)電能質(zhì)量測(cè)試案例測(cè)試結(jié)果2、0～10%Pn功率區(qū)間注入的三相各次諧波電流值3、0～10%Pn功率區(qū)間三相25～800HZ間諧波電壓值四、風(fēng)電場(chǎng)電能質(zhì)量測(cè)試案例測(cè)試結(jié)果4、0～10%Pn功率區(qū)間三相短時(shí)閃變值參數(shù)0～10%Pn10～20%Pn20～30%Pn30～40%Pn40～50%Pn50～60%Pn60～70%Pn70～80%Pn80～90%Pn90～100%Pn國標(biāo)值結(jié)論長(zhǎng)時(shí)間閃變A相0.3200.3570.0000.0000.0000.0000.0000.0000.2600.3540.904合格B相0.3270.3420.0000.0000.0000.0000.0000.0000.3280.4340.904合格C相0.3400.3920.0520.0150.0000.0460.0000.1260.3560.5010.904合格四、風(fēng)電場(chǎng)電能質(zhì)量測(cè)試案例測(cè)試結(jié)果參數(shù)時(shí)間實(shí)測(cè)值（MW）國標(biāo)限值（MW）結(jié)論1min有功功率變化最大值2012.11.1819：207.3510.00合格10min有功功率變化最大值2012.11.1819：2029.5333.33合格

5、有功功率變化風(fēng)電場(chǎng)輸出功率實(shí)測(cè)曲線及數(shù)據(jù)國標(biāo)限值風(fēng)電場(chǎng)裝機(jī)容量（MW）10min有功功率變化最大限值（MW）1min有功功率變化最大限值（MW）3010330～150裝機(jī)容量/3裝機(jī)容量/10＞1505015四、風(fēng)電場(chǎng)電能質(zhì)量測(cè)試案例風(fēng)電場(chǎng)測(cè)試結(jié)論通過對(duì)灌云風(fēng)電場(chǎng)