《風能發(fā)電系統(tǒng)+風力發(fā)電機組電氣特性測量和評估方法gbt+20320-2023》詳細解讀

《風能發(fā)電系統(tǒng)風力發(fā)電機組電氣特性測量和評估方法gb/t20320-2023》詳細解讀contents目錄1范圍2規(guī)范性引用文件3術語和定義4符號與單位5縮略語6風力發(fā)電機組規(guī)格7測試條件和測試系統(tǒng)7.1總則contents目錄7.2測試等級概述7.3測試有效性7.4測試條件7.5測試設備8電氣特性測量及測試程序8.2電能質量測試8.3穩(wěn)態(tài)運行8.5動態(tài)性能8.6脫網(wǎng)測試contents目錄附錄A(資料性)報告格式樣本A.1概述A.2測試項目基本信息A.3電能質量測試A.4穩(wěn)態(tài)運行A.5動態(tài)性能(參見8.5)A.6脫網(wǎng)保護(參見8.6)附錄B(資料性)電壓波動及閃變B.1連續(xù)運行contents目錄B.2切換操作B.3閃變測量程序的驗證性測試B.4定義詳解附錄C(規(guī)范性)有功功率、無功功率和電壓測量C.1通則C.2參考方向按照發(fā)電機慣例C.3正序、負序和零序分量計算附錄D(資料性)諧波評估contents目錄D.1通則D.2通用分析方法D.3確定DFAG系統(tǒng)中受空間諧波影響的諧波幅值附錄E(資料性)風力發(fā)電機組和風力發(fā)電場電能質量評估E.1總則E.2電壓波動E.3電流諧波、間諧波和高頻分量contents目錄附錄F(資料性)同一產(chǎn)品平臺不同風力發(fā)電機組測試結果引用指南參考文獻011范圍規(guī)定了風能發(fā)電系統(tǒng)中風力發(fā)電機組電氣特性的測量和評估的術語和定義、測量條件、測試方法、數(shù)據(jù)處理、測量不確定度及評估方法等。適用于陸地和海上，水平和垂直軸,以及并網(wǎng)和離網(wǎng)型風力發(fā)電機組電氣特性的測量和評估。涵蓋了風力發(fā)電機組功率特性、電能質量、控制性能等關鍵電氣特性的測量和評估。1范圍022規(guī)范性引用文件

2規(guī)范性引用文件對應國家標準和行業(yè)標準在測量和評估風力發(fā)電機組的電氣特性時，應準確引用相關的國家標準和行業(yè)標準，以確保測量和評估的準確性和可靠性。引用文件的具體要求規(guī)范性引用文件應詳細列出所引用的標準、技術規(guī)范和導則等，并注明其名稱、編號以及具體的條款或章節(jié)，便于讀者查閱和使用。避免引用過期或無效標準在引用相關標準時，應注意選擇最新、有效的版本，避免引用已過期或已被替代的標準，以確保測量和評估的時效性和前瞻性。033術語和定義123風能發(fā)電系統(tǒng)主要由風力發(fā)電機組、電力電子變換器、控制系統(tǒng)等部分組成，用于將風能轉換為電能。風能發(fā)電系統(tǒng)組成根據(jù)風力發(fā)電機組的類型，風能發(fā)電系統(tǒng)可分為水平軸和垂直軸兩類；根據(jù)運行方式，可分為并網(wǎng)型和離網(wǎng)型。風能發(fā)電系統(tǒng)分類風能發(fā)電系統(tǒng)廣泛應用于電力、交通、農業(yè)等領域，為實現(xiàn)綠色低碳發(fā)展提供了重要支持。風能發(fā)電系統(tǒng)應用領域3術語和定義044符號與單位電氣參數(shù)符號包括電壓、電流、功率等電氣量的符號，以及各量之間的相互關系。評估指標符號用于表示風力發(fā)電機組電氣特性評估過程中所涉及的各種指標，如效率、損耗等。其他相關符號包括風力發(fā)電機組部件和運行狀態(tài)等的符號，便于在測量和評估過程中進行標識。4符號與單位055縮略語WTGS風力發(fā)電機組（WindTurbineGeneratorSystem）。ELC電氣特性（ElectricalCharacteristics）。PMU電能質量監(jiān)測單元（PowerQualityMonitoringUnit）。5縮略語066風力發(fā)電機組規(guī)格03針對不同型號和功率的風力發(fā)電機組，提供詳細的分類和標識方法。01明確規(guī)定風力發(fā)電機組的型號編制原則，確保型號的唯一性和易于識別。02額定功率作為風力發(fā)電機組的重要參數(shù)，反映了機組在特定風況下的發(fā)電能力。6風力發(fā)電機組規(guī)格077測試條件和測試系統(tǒng)測量應在風力發(fā)電機組正常運行的環(huán)境條件下進行，包括溫度、濕度、氣壓等環(huán)境參數(shù)的符合性。環(huán)境條件測試期間，風力發(fā)電機組的電氣系統(tǒng)應處于正常工作狀態(tài)，電壓、電流、頻率等電氣參數(shù)應穩(wěn)定并符合相關標準。電氣條件風力發(fā)電機組的機械部件應正常運轉，無異常振動和噪音，以確保測量結果的準確性。機械條件7測試條件和測試系統(tǒng)087.1總則目的和范圍明確本標準的制定目的、適用范圍以及相關的定義和術語，為后續(xù)的測量和評估提供基礎?？傮w要求概述風力發(fā)電機組電氣特性測量和評估的總體要求，包括測量條件、測量方法、評估流程等，為具體操作提供指導。規(guī)范性引用文件列出本標準所引用的其他相關國家或行業(yè)標準，確保標準的統(tǒng)一性和準確性。原則性規(guī)定闡述在進行風力發(fā)電機組電氣特性測量和評估時應遵循的基本原則，如公正性、科學性、可操作性等，確保測量和評估結果的客觀性和有效性。術語和定義對本標準中使用的專業(yè)術語進行解釋和定義，以便讀者正確理解和應用標準。涉及范圍及限制明確本標準的涉及范圍以及可能存在的限制因素，幫助讀者全面理解標準的適用范圍和局限性，以便在實際應用中加以注意。7.1總則097.2測試等級概述中級測試在初級測試的基礎上，增加對風力發(fā)電機組控制性能、溫升等項目的測試，全面評估機組在正常運行狀態(tài)下的性能。高級測試綜合考慮風力發(fā)電機組在各種極端條件下的電氣特性，進行更為嚴格的測試，包括過載能力、耐電壓波動等。初級測試主要針對風力發(fā)電機組的基本電氣特性進行測試，包括電壓、電流、功率等基本參數(shù)。7.2測試等級概述107.3測試有效性使用校準儀器確保測試過程中所使用的測量設備均經(jīng)過校準，以提高測試結果的準確性。重復測試驗證對關鍵參數(shù)進行多次測試，通過對比結果來評估測試的穩(wěn)定性和可靠性。數(shù)據(jù)處理與分析采用專業(yè)的數(shù)據(jù)處理方法，對測試結果進行深入分析，以提取更多有效信息。7.3測試有效性117.4測試條件應確保在風力發(fā)電機組正常運行所需的氣候溫度范圍內進行測試，以保證測量結果的準確性。溫度范圍濕度要求風速與風向測試環(huán)境的濕度應符合設備正常運行的要求，避免因濕度過高或過低對測試結果造成影響。測試期間的風速和風向應穩(wěn)定，并滿足風力發(fā)電機組設計的風速范圍要求。0302017.4測試條件127.5測試設備精度要求測試設備應具有良好的穩(wěn)定性，能夠在長時間測試過程中保持性能穩(wěn)定。穩(wěn)定性要求兼容性要求測試設備應能夠適應多種類型的風力發(fā)電機組，滿足不同機型的測試需求。測試設備應具備高精度測量能力，以確保測試結果的準確性和可靠性。7.5測試設備138電氣特性測量及測試程序確定測量目的和要求01明確測量任務的具體目標，包括測量的電氣特性參數(shù)、測量精度和所需數(shù)據(jù)。選擇合適的測量設備02根據(jù)測量要求，選用適當精度和量程的測量設備，如電壓表、電流表等。制定詳細的測量計劃03包括測量時間、地點、人員分工和安全措施等，確保測量過程有序進行。8電氣特性測量及測試程序148.2電能質量測試評估風力發(fā)電機組在正常運行和故障情況下對電網(wǎng)電壓波動和閃變的影響。測試目的在風力發(fā)電機組的并網(wǎng)點進行電壓波動和閃變的連續(xù)監(jiān)測，記錄相關數(shù)據(jù)。測試方法依據(jù)國家標準規(guī)定的電壓波動和閃變限值，判斷風力發(fā)電機組的電能質量是否合格。評估標準8.2電能質量測試158.3穩(wěn)態(tài)運行穩(wěn)態(tài)運行是指風力發(fā)電機組在長時間尺度上持續(xù)、穩(wěn)定運行的狀態(tài)。在穩(wěn)態(tài)運行期間，風力發(fā)電機組的各項參數(shù)和性能指標均保持相對穩(wěn)定。穩(wěn)態(tài)運行是評估風力發(fā)電機組性能和可靠性的重要依據(jù)。8.3穩(wěn)態(tài)運行168.5動態(tài)性能8.5動態(tài)性能01風向快速變化時，機組能夠快速平穩(wěn)地跟蹤變化，并保持穩(wěn)定的功率輸出。02評估風向變化對機組振動、塔筒擺動等動態(tài)響應的影響。分析風向變化對機組安全性能及運行穩(wěn)定性的影響。03178.6脫網(wǎng)測試123驗證風力發(fā)電機組的脫網(wǎng)性能。評估機組在電網(wǎng)故障或異常情況下的應對策略。確保機組在脫網(wǎng)后能夠安全停機并減少對電網(wǎng)的沖擊。8.6脫網(wǎng)測試18附錄A(資料性)報告格式樣本附錄A(資料性)報告格式樣本報告編號和名稱需清晰標明報告的唯一編號和詳細名稱，以便于管理和查找。項目承擔單位信息包括單位名稱、負責人、聯(lián)系方式等，以便在需要時進行進一步溝通。提交日期應注明報告的提交時間，以監(jiān)控項目進度。19A.1概述標準制定背景隨著風能發(fā)電技術的快速發(fā)展和廣泛應用，為確保風力發(fā)電機組的安全運行和性能評估，制定本測量和評估方法標準。標準作用與意義本標準規(guī)定了風力發(fā)電機組電氣特性的測量和評估方法，為風電設備制造商、運營商、檢測機構等提供統(tǒng)一的技術規(guī)范，有助于提高風電行業(yè)的整體技術水平和市場競爭力。標準適用范圍適用于風力發(fā)電機組的電氣特性測量和評估，包括但不限于功率曲線、電能質量、電氣效率等關鍵指標的檢測與評估。A.1概述20A.2測試項目基本信息明確測試對象風能發(fā)電系統(tǒng)的風力發(fā)電機組。提供測試項目名稱如“風力發(fā)電機組電氣特性測量和評估”等。闡明測試目的評估風力發(fā)電機組的電氣特性，確保其性能符合相關標準與要求。A.2測試項目基本信息21A.3電能質量測試A.3電能質量測試明確電能質量測試涵蓋的方面包括電壓波動、頻率偏差、諧波等指標。闡明測試的目的確保風力發(fā)電機組在并入電網(wǎng)后，對電網(wǎng)的電能質量影響符合國家標準。22A.4穩(wěn)態(tài)運行穩(wěn)定運行狀態(tài)指風力發(fā)電機組在長時間尺度上（如小時、天）持續(xù)運行于某一特定工況，各關鍵參數(shù)波動范圍小且趨于穩(wěn)定。評估意義穩(wěn)態(tài)運行是評價風力發(fā)電機組性能、可靠性及經(jīng)濟效益的重要依據(jù)，有助于了解機組在長時間運行過程中的行為特性。A.4穩(wěn)態(tài)運行23A.5動態(tài)性能(參見8.5)響應時間風力發(fā)電機組在風速變化時，從接收到風速信號到輸出功率發(fā)生變化所需的時間。超調量在動態(tài)響應過程中，風力發(fā)電機組輸出功率超過穩(wěn)態(tài)值的最大偏差量。穩(wěn)定性風力發(fā)電機組在持續(xù)變化的風速條件下，能夠保持動態(tài)響應的穩(wěn)定，不出現(xiàn)振蕩或發(fā)散現(xiàn)象。A.5動態(tài)性能(參見8.5)03020124A.6脫網(wǎng)保護(參見8.6)脫網(wǎng)保護目的防止風力發(fā)電機組在電網(wǎng)故障時繼續(xù)運行，造成設備損壞或人身安全事故。脫網(wǎng)保護與電網(wǎng)穩(wěn)定性脫網(wǎng)保護的有效實施，有助于維護電網(wǎng)的穩(wěn)定運行，減少因風力發(fā)電機組故障導致的電網(wǎng)波動。脫網(wǎng)保護概念指風力發(fā)電機組在電網(wǎng)異常情況下，能夠自動脫離電網(wǎng)并安全停機的保護措施。A.6脫網(wǎng)保護(參見8.6)25附錄B(資料性)電壓波動及閃變電壓波動定義電壓波動是指供電電壓在短時間內發(fā)生的快速變化，通常表現(xiàn)為電壓的瞬時上升或下降。影響因素電壓波動可能由電力系統(tǒng)負荷變化、設備投切、雷擊等因素引起，對風力發(fā)電機組的穩(wěn)定運行和電能質量產(chǎn)生不良影響。允許范圍國家標準規(guī)定了不同電壓等級下的電壓波動允許范圍，以確保電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。附錄B(資料性)電壓波動及閃變26B.1連續(xù)運行無故障連續(xù)運行時間指風力發(fā)電機組在規(guī)定的外部條件下，按照制造商的技術說明進行正常維護和修理，從投入運行開始到首次發(fā)生故障導致停機的時間間隔?？捎眯员硎撅L力發(fā)電機組在統(tǒng)計期間內，能夠正常運行發(fā)電的時間占比。運行可靠性反映風力發(fā)電機組在規(guī)定外部條件下，連續(xù)運行不發(fā)生故障的能力。010203B.1連續(xù)運行27B.2切換操作確認切換目的和方案明確切換操作的具體目的，制定相應的切換方案，包括切換的步驟、時間節(jié)點等。檢查設備狀態(tài)對要切換的設備進行全面檢查，確保其處于正常狀態(tài)，無故障或異常情況。做好數(shù)據(jù)備份對重要數(shù)據(jù)進行備份，以防切換過程中數(shù)據(jù)丟失或損壞。B.2切換操作28B.3閃變測量程序的驗證性測試評估閃變對系統(tǒng)的影響閃變是風能發(fā)電系統(tǒng)中的一個重要指標，通過測試可以評估其對整個系統(tǒng)性能和穩(wěn)定性的影響。為優(yōu)化提供依據(jù)通過對閃變測量程序的驗證性測試，可以為后續(xù)的程序優(yōu)化和改進提供有力的數(shù)據(jù)支持。驗證閃變測量程序的準確性通過驗證性測試，可以確保閃變測量程序能夠準確地測量和評估風能發(fā)電系統(tǒng)中閃變現(xiàn)象。B.3閃變測量程序的驗證性測試29B.4定義詳解將風能轉換為電能的整套裝置，包括風力發(fā)電機組、控制系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)等。風能轉換系統(tǒng)風力發(fā)電機組在特定風速下，能夠持續(xù)輸出的最大功率。額定功率風力發(fā)電機組將風能轉換為電能的效率，是評估風力發(fā)電機組性能的重要指標。風能利用率B.4定義詳解30附錄C(規(guī)范性)有功功率、無功功率和電壓測量基于風能發(fā)電系統(tǒng)輸出的有功功率進行測量，通常采用功率變送器或數(shù)字化測量裝置。測量原理根據(jù)國家標準規(guī)定，有功功率測量的準確度應達到相應要求，以確保測量結果的可靠性。測量準確度有功功率測量數(shù)據(jù)是評估風能發(fā)電系統(tǒng)性能、進行電網(wǎng)調度和電費結算的重要依據(jù)。測量數(shù)據(jù)應用附錄C(規(guī)范性)有功功率、無功功率和電壓測量31C.1通則測量和評估的目的闡述進行風力發(fā)電機組電氣特性測量和評估的目的，包括確保機組性能、提高發(fā)電效率、保障電網(wǎng)穩(wěn)定運行等方面。測量和評估的范圍界定本標準適用的風力發(fā)電機組類型、電氣特性參數(shù)范圍以及評估的時間節(jié)點等，為具體實施提供明確的指導。術語和定義本章節(jié)將明確風能發(fā)電系統(tǒng)、風力發(fā)電機組電氣特性等相關術語的定義，為后續(xù)測量和評估提供準確的概念基礎。C.1通則32C.2參考方向按照發(fā)電機慣例按照發(fā)電機慣例，正方向是指從發(fā)電機定子端看向轉子，順時針方向為正方向。這是電氣測量中常用的參考方向。與正方向相反，即逆時針方向為負方向。在實際應用中，需要根據(jù)具體情況選擇正方向或負方向作為參考。正方向負方向C.2參考方向按照發(fā)電機慣例33C.3正序、負序和零序分量計算正序分量代表三相平衡系統(tǒng)中的正常狀態(tài)，各相之間幅值相等，相位互差120度。定義與物理意義計算方法應用范圍采用對稱分量法，通過相序變換將三相量轉換為正序分量。正序分量常用于分析系統(tǒng)的正常運行狀態(tài)，如計算功率、電壓等參數(shù)。C.3正序、負序和零序分量計算34附錄D(資料性)諧波評估諧波會影響電網(wǎng)的電壓和電流波形，通過評估諧波情況，可以及時發(fā)現(xiàn)并采取措施，確保電網(wǎng)的穩(wěn)定運行。確保電網(wǎng)穩(wěn)定諧波可能導致電氣設備發(fā)熱、損壞或性能下降，評估諧波有助于制定合理的保護措施。保護電氣設備諧波會增加線路的損耗，通過諧波評估可以優(yōu)化電力系統(tǒng)設計，提高能源利用效率。提高能源利用效率010203附錄D(資料性)諧波評估35D.1通則術語和定義本章節(jié)首先明確了在風能發(fā)電系統(tǒng)電氣特性測量和評估中使用的專業(yè)術語及其定義，為后續(xù)章節(jié)提供了統(tǒng)一的語言基礎。測量和評估的目的通則部分闡述了進行風力發(fā)電機組電氣特性測量和評估的主要目的，包括確保機組安全穩(wěn)定運行、優(yōu)化性能、降低故障率等。標準的適用范圍該章節(jié)還界定了本標準的適用范圍，明確了適用于不同類型、容量和配置的風力發(fā)電機組，以及相關的測量和評估活動。D.1通則36D.2通用分析方法風能利用率計算通過測量風速、風向等參數(shù)，結合風力發(fā)電機組的功率曲線，計算實際風能利用率。發(fā)電效率評估對比理論發(fā)電量和實際發(fā)電量，分析風能發(fā)電系統(tǒng)的整體效率，找出可能存在的瓶頸。優(yōu)化建議提出根據(jù)效率分析結果，提出針對性的優(yōu)化建議，提高風能發(fā)電系統(tǒng)的性能。D.2通用分析方法37D.3確定DFAG系統(tǒng)中受空間諧波影響的諧波幅值010203空間諧波對DFAG系統(tǒng)的影響空間諧波是指在電機氣隙中產(chǎn)生的磁場諧波，它會對DFAG（雙饋異步發(fā)電機）系統(tǒng)的運行產(chǎn)生影響，包括引起諧波電流和諧波電壓等。諧波幅值的確定方法為了評估空間諧波對DFAG系統(tǒng)的影響程度，需要確定諧波幅值。這通常通過采用特定的測量技術和分析方法來實現(xiàn)，如頻譜分析、諧波測量儀等。諧波幅值評估的重要性準確確定DFAG系統(tǒng)中受空間諧波影響的諧波幅值，對于評估發(fā)電機的性能、確保電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行以及優(yōu)化風電場的并網(wǎng)性能具有重要意義。通過評估，可以采取相應的措施來減小諧波的影響，提高風電發(fā)電效率。D.3確定DFAG系統(tǒng)中受空間諧波影響的諧波幅值38附錄E(資料性)風力發(fā)電機組和風力發(fā)電場電能質量評估電壓波動與閃變評估風力發(fā)電機組在正常運行時，對電網(wǎng)電壓波動和閃變的影響程度。功率與頻率偏差檢測風力發(fā)電機組的實際輸出功率和頻率，與額定值進行比較，評估其偏差情況。諧波與間諧波分析風力發(fā)電機組產(chǎn)生的諧波與間諧波成分，及其對電網(wǎng)電能質量的影響。附錄E(資