DB32T-中遠海風電場無功補償配置技術(shù)導則

Q/LB.□XXXXX-XXXXDB32/TXXXX—2024目次TOC\o"1-1"\h\t"標準文件_一級條標題,2,標準文件_附錄一級條標題,2,"前言 II1范圍 12規(guī)范性引用文件 13術(shù)語和定義 14縮略語 35總體要求 36無功補償設(shè)備技術(shù)要求 36.1中遠海風電場無功補償設(shè)備適用場景 36.2中遠海風電場無功補償設(shè)備技術(shù)要求 37高壓并聯(lián)電抗器配置要求 47.1海上風電送出系統(tǒng)工頻過電壓分析 47.2海上風電送出系統(tǒng)高壓并聯(lián)電抗器配置要求 48動態(tài)無功補償設(shè)備配置要求 59低壓并聯(lián)電抗器配置要求 510無功補償配置流程 5附錄A（規(guī)范性）無功補償容量計算 6A.1容性無功補償總?cè)萘坑嬎?6A.2感性無功補償總?cè)萘坑嬎?6A.3動態(tài)無功補償設(shè)備配置容量計算 6A.4低壓并聯(lián)電抗器配置容量計算 7A.5輸電線路的無功功率損耗計算 7A.6變壓器的無功功率損耗計算 7附錄B（資料性）無功補償配置流程 8參考文獻 9前言本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構(gòu)不承擔識別專利的責任。本文件由江蘇省電力標準化技術(shù)委員會提出。本文件由江蘇省電力標準化技術(shù)委員會歸口。本文件起草單位：國網(wǎng)江蘇省電力有限公司經(jīng)濟技術(shù)研究院、國網(wǎng)江蘇電力設(shè)計咨詢有限公司、江蘇云杉清潔能源投資控股有限公司、國網(wǎng)江蘇省電力有限公司、國家電投集團江蘇海上風力發(fā)電有限公司、國網(wǎng)江蘇省電力有限公司鹽城供電分公司、東南大學。本文件主要起草人：吳倩、胡亞山、黃崢、南開輝、薄鑫、王洋、鄭宇超、李劍鋒、孫勇、蘇憲彬、邢振飛、阮夢、王琳媛、劉浩、繆蕓、崔厚坤、劉柏良、王丙勇、戴強晟、曹毅、鄒盛、韓笑、宋杉、陳皓菲、邱威、邵林、周洪益、高丙團、楊志超、劉曉波。中遠海風電場無功補償配置技術(shù)導則范圍本文件規(guī)定了經(jīng)高壓工頻交流輸電并網(wǎng)的中遠海風電場無功補償配置的總體要求、無功補償設(shè)備技術(shù)要求、高壓并聯(lián)電抗器配置要求、動態(tài)無功補償設(shè)備配置要求、低壓并聯(lián)電抗器配置要求、無功補償配置流程。本文件適用于通過220kV工頻交流海纜送出且單回海纜長度在120km以內(nèi)中遠海風電場的無功補償配置。通過其他電壓等級交流海纜送出的海上風電場，可參照執(zhí)行。規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；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。GB/T19963.1風電場接入電力系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定第1部分：陸上風電GB/T38969電力系統(tǒng)技術(shù)導則GB/T40427電力系統(tǒng)電壓和無功電力技術(shù)導則GB/T50064交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合設(shè)計規(guī)范GB/T51190海底電力電纜輸電工程設(shè)計規(guī)范DL/T1773電力系統(tǒng)電壓和無功電力技術(shù)導則DL/T5554電力系統(tǒng)無功補償及調(diào)壓設(shè)計技術(shù)導則術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。

海上風電場offshorewindfarm；offshorewindpowerplant由一批海上風電機組或風電機組群（包括機組單元變壓器）、匯集線路、主升壓變壓器及其他設(shè)備組成且主升壓變壓器在海上平臺的發(fā)電站。

中遠海風電場offshorewindfarmonthemiddleandfarcoast離岸距離或輸電距離超過30km的海上風電場（3.1）。

海上風電場并網(wǎng)點pointofconnectionofoffshorewindfarm與公共電網(wǎng)直接連接的海上風電場（3.1）陸上開關(guān)站高壓側(cè)母線或節(jié)點。

登陸點landingspot海底電纜與陸地的交界點。一般在年均高潮位的向陸側(cè)。[來源：GB/T51190—2016，2.0.3]

海上風電場送出線路transmissionlineofoffshorewindfarm從海上風電場（3.1）并網(wǎng)點至公共電網(wǎng)的輸電線路。

海上升壓站offshoresubstation建造在海洋固定平臺的升壓變電設(shè)施。

陸上開關(guān)站onshoreswitchingstation建造于陸地上用于海上風電場（3.1）陸上變電設(shè)施的安裝場所。

海上中間補償站offshorereactivecompensationsubstation設(shè)置在海上的專門用于裝設(shè)無功補償設(shè)備的開關(guān)站。

無功平衡balanceofreactivepower在一定的系統(tǒng)電壓水平下，電力系統(tǒng)內(nèi)無功電源的無功出力與無功負荷相平衡的狀態(tài)。[來源：GB/T40427—2021，3.8]

無功補償設(shè)備reactivepowercompensationequipment提供容性或感性無功功率的補償設(shè)備。包括并聯(lián)電容器、并聯(lián)電抗器、靜止無功補償器（3.12）和靜止無功發(fā)生器（3.13）等。[來源：GB/T40427—2021，3.5，有修改]

高壓并聯(lián)電抗器highvoltageshuntreactor以220kV電壓等級并聯(lián)連接在系統(tǒng)中，用以補償電容電流和抑制工頻過電壓的電抗器。

靜止無功補償器staticvarcompensator；SVC由靜止元件構(gòu)成，通過改變其容性或（和）感性等效阻抗來快速準確地調(diào)節(jié)無功功率、維持系統(tǒng)電壓穩(wěn)定的并聯(lián)可控無功功率補償裝置。

靜止無功發(fā)生器staticcompensator/staticvargenerator；STATCOM/SVG一種能夠跟蹤系統(tǒng)要求、連續(xù)發(fā)出所需容性或感性無功功率、輸出獨立于交流系統(tǒng)電壓的并聯(lián)接入系統(tǒng)的電壓源換流器裝置。

高壓并聯(lián)電抗器補償度compensationratioofhighvoltageshuntreactor單回海纜所補償高壓并聯(lián)電抗器（3.11）容量與線路充電功率之比。

動態(tài)無功補償設(shè)備dynamicvarcompensationequipment包括靜止無功補償器（3.12）和靜止無功發(fā)生器（3.13）等對輸出的無功功率進行快速、靈活調(diào)節(jié)和控制的無功補償設(shè)備（3.10）。[來源：GB/T40427—2021，3.6，有修改]

標稱電壓nominalsystemvoltage用以標志或識別系統(tǒng)電壓等級的給定值。[來源：GB/T40427—2021，3.1，有修改]縮略語下列縮略語適用于本文件。MCR：磁控電抗器（MagneticControlledReactor）SVC：靜止無功補償器（StaticVarCompensator）SVG：靜止無功發(fā)生器（StaticVarGenerator）TCR：晶閘管控制電抗器（ThyristorControlledReactor）總體要求中遠海風電場并網(wǎng)點電壓應符合GB/T19963.1、GB/T40427、DL/T1773的要求。中遠海風電場無功補償配置應符合GB/T19963.1、GB/T38969、GB/T40427、DL/T5554的規(guī)定。海上風電場的無功容量應按照分層分區(qū)基本平衡的原則進行配置，并應留有適當裕度，滿足檢修備用要求。具體無功補償總?cè)萘颗渲糜幸韵聝煞N：對于直接接入公共電網(wǎng)的海上風電場，其配置的容性無功容量應能夠補償海上風電場滿發(fā)時匯集系統(tǒng)、主變壓器、海底電纜和登陸點至陸上開關(guān)站線路的全部感性無功損耗及海上風電場送出線路的一半感性無功損耗；其配置的感性無功容量應能夠補償匯集線路、海底電纜和登陸點至陸上開關(guān)站線路的全部容性充電無功功率及海上風電場送出線路的一半容性充電無功功率。無功補償容量按附錄A的方法計算。對于通過220kV風電匯集系統(tǒng)升壓至500kV電壓等級接入公共電網(wǎng)的海上風電場群中的風電場，其配置的容性無功容量應能夠補償海上風電場滿發(fā)時匯集系統(tǒng)、主變壓器、海底電纜和登陸點至陸上開關(guān)站線路的全部感性無功損耗及海上風電場送出線路的全部感性無功損耗；其配置的感性無功容量應能夠補償匯集線路、海底電纜和登陸點至陸上開關(guān)站線路的全部容性充電無功功率及海上風電場送出線路的全部容性充電無功功率。無功補償容量按附錄A的方法計算。無功平衡計算應兼顧容性、感性雙向補償和遠近規(guī)模結(jié)合的原則，并分別考慮線路最大和最小傳輸功率的情況，海上風電場并網(wǎng)點滿足與公共電網(wǎng)間的無功交換和電壓控制要求。無功補償設(shè)備技術(shù)要求中遠海風電場無功補償設(shè)備適用場景中遠海風電場無功補償設(shè)備可包括高壓并聯(lián)電抗器（以下簡稱“高抗”）、低壓并聯(lián)電抗器、低壓并聯(lián)電容器、SVC、SVG、MCR等。并聯(lián)電抗器適用于平衡海上風電送出系統(tǒng)容性無功功率過?，F(xiàn)象，應綜合考慮采用高壓并聯(lián)電抗器或低壓并聯(lián)電抗器的補償方式。對于存在工頻過電壓超過標準限值問題的長海纜線路，應安裝高抗以抑制工頻過電壓。SVC、SVG用以滿足海上風電場自身運行及其并網(wǎng)運行技術(shù)條件要求的無功支撐能力以及諧波治理需求。中遠海風電場無功補償設(shè)備技術(shù)要求無功補償設(shè)備的額定電壓應與補償點（變壓器對應側(cè)）的額定電壓相匹配；高抗額定電壓宜與最高允許運行電壓相一致，海上側(cè)高抗最高運行電壓可根據(jù)實際運行需要及設(shè)備能力適當放寬。無功補償設(shè)備的控制應滿足下述要求：無功補償設(shè)備應采用自動控制方式；為了實現(xiàn)區(qū)域無功控制的目標，無功補償設(shè)備應參與自動電壓控制協(xié)調(diào)控制。在電網(wǎng)正常運行情況下，中遠海風電場無功補償設(shè)備應適應電網(wǎng)各種運行方式變化和運行控制策略的要求。中遠海風電場內(nèi)動態(tài)無功補償設(shè)備應按照表1中的要求運行。不同電壓水平下動態(tài)無功補償設(shè)備運行時間要求并網(wǎng)點電壓標幺值UT（以標稱電壓為基準）/p.u.運行時間0.2≤UT＜0.9不少于風電場低電壓穿越連續(xù)運行時間0.9≤UT≤1.1連續(xù)運行1.1＜UT≤1.3不少于風電場高電壓穿越連續(xù)運行時間無功補償設(shè)備應配置必要的計量裝置及信息采集裝置對下述指標和信息（但不限于）進行計量采集：計量雙向有功功率和無功功率（或功率因數(shù)）；計量雙向有功電量和無功電量；采集無功補償設(shè)備運行狀態(tài)。高壓并聯(lián)電抗器配置要求海上風電送出系統(tǒng)工頻過電壓分析在進行無功補償配置前，應對中遠海風電場經(jīng)高壓交流海纜送出系統(tǒng)開展工頻過電壓分析，海上風電經(jīng)高壓交流海纜送出系統(tǒng)的工頻過電壓應滿足GB/T50064要求，超過相關(guān)要求時，應配置高壓并聯(lián)電抗器以抑制工頻過電壓。工頻過電壓分析應考慮海上風電送出系統(tǒng)可能出現(xiàn)的最小運行方式，并綜合考慮海上風電場有功出力水平、受端系統(tǒng)短路電流水平等影響因素。工頻過電壓分析應以正常運行方式為基礎(chǔ)，加上一種非正常方式及一種故障形式。故障形式可取線路一側(cè)發(fā)生單相接地、三相斷開或僅發(fā)生無故障三相斷開兩種情況，應關(guān)注陸上開關(guān)站側(cè)發(fā)生故障引起的工頻過電壓水平。針對海上風電場并網(wǎng)點有多個海上風電場并網(wǎng)的情形，應考慮其他海上風電場運行及停運工況。海上風電送出系統(tǒng)高壓并聯(lián)電抗器配置要求高壓并聯(lián)電抗器的配置，應兼顧抑制工頻過電壓、補償海纜充電功率、限制海纜沿線電壓和電流等要求，且應核算高抗補償后海纜諧振過電壓；高抗補償方式選擇包括單端補償、雙端補償（海上-陸上）、三端補償（加設(shè)海上中間補償站）。高壓并聯(lián)電抗器補償度不宜超過85%。單回海纜長度達30km及以上時，應配置高抗，以抑制工頻過電壓；高抗補償方案選擇順序宜為陸上單端補償、海上-陸上雙端補償、海上-中間-陸上三端補償。單回海纜長度在30km及以上60km以下時，高抗補償點應不少于1處，宜選在陸上開關(guān)站側(cè)單端配置高抗。單回海纜長度在60km及以上100km以下時，高抗補償點應不少于2處，宜在陸上開關(guān)站與海上升壓站側(cè)雙端對稱配置高抗。當海上-陸上兩端補償不能限制海纜中間段電壓、電流時，應結(jié)合海纜選型通過經(jīng)濟技術(shù)比較進一步優(yōu)化，可考慮在陸上開關(guān)站與海上中間補償站雙端配置高抗或更換海纜型號。單回海纜長度達100km及以上120km以下時，高抗補償點應不少于3處，宜采用海上-中間-陸上三端高抗對稱補償方案。當受端電網(wǎng)較為薄弱，工頻過電壓問題較為嚴重，三端高抗補償難以抑制時，宜選擇柔性直流輸電等其他方式。當周邊存在規(guī)模相當?shù)钠渌Ｉ巷L電場時，宜對多風電場打捆柔性直流輸電方案與多個海上風電場單獨交流送出方案進行經(jīng)濟技術(shù)比較，選擇合適的輸電方案。必要時結(jié)合海上風電場實際情況通過專題研究確定。根據(jù)抑制工頻過電壓需求選擇高抗單組容量時，應校核單點補償高抗后海纜沿線電壓、電流分布，確保海纜單點輸入電流不超過海纜運行所允許的載流量限值。動態(tài)無功補償設(shè)備配置要求中遠海風電場應配置動態(tài)無功補償設(shè)備，動態(tài)無功補償設(shè)備配置容量按附錄A的方法計算。靜態(tài)、動態(tài)無功補償?shù)目側(cè)萘繎獫M足海上風電場功率波動最大時并網(wǎng)點與系統(tǒng)的無功交換要求。動態(tài)無功補償設(shè)備、低壓并聯(lián)電抗器與高壓并聯(lián)電抗器的配置應滿足控制并網(wǎng)點母線電壓符合5.1節(jié)要求，宜滿足海上風電場功率日波動最大時并網(wǎng)點220kV（500kV）母線電壓波動不超過3.5%（3.0%）標稱電壓。動態(tài)無功補償設(shè)備無功響應速度應滿足正常、故障系統(tǒng)運行或降低風機脫網(wǎng)風險要求，必要時可對響應速度提出要求，宜采用SVG或SVC。動態(tài)無功補償設(shè)備宜留有一定的無功備用。低壓并聯(lián)電抗器配置要求中遠海風電場可配置低壓并聯(lián)電抗器，低壓并聯(lián)電抗器配置容量按附錄A的方法計算。低壓并聯(lián)電抗器宜采用MCR或TCR。無功補償配置流程中遠海風電場經(jīng)工頻交流海纜送出系統(tǒng)的無功補償配置流程見附錄B。

（規(guī)范性）

無功補償容量計算容性無功補償總?cè)萘坑嬎愫Ｉ巷L電場配置的容性無功補償總?cè)萘繎垂剑ˋ.1）計算。 (A.seqfulu_equation_1334528521880065991)式中：——容性無功補償總?cè)萘浚瑔挝粸檎追Γ∕var）；——海上風電場箱變無功功率損耗，單位為兆乏（Mvar）；——海上風電場集電線路無功功率損耗，單位為兆乏（Mvar）；——海上風電場主變壓器無功功率損耗，單位為兆乏（Mvar）；——海上風電場海底電纜和登陸點至陸上開關(guān)站線路的無功功率損耗，單位為兆乏（Mvar）；——海上風電場送出線路的無功功率損耗，單位為兆乏（Mvar）；——海上風電場送出線路的無功補償系數(shù)，對于直接接入公共電網(wǎng)的海上風電場，取為0.5；對于通過220kV風電匯集系統(tǒng)升壓至500kV電壓等級接入公共電網(wǎng)的海上風電場群中的風電場，取為1。感性無功補償總?cè)萘坑嬎愫Ｉ巷L電場配置的感性無功補償總?cè)萘繎垂剑ˋ.2）計算。 (A.seqfulu_equation_1334528521880065992)式中：——感性無功補償總?cè)萘?，單位為兆乏（Mvar）；——海上風電場集電線路容性充電無功功率，單位為兆乏（Mvar）；——海上風電場海底電纜和登陸點至陸上開關(guān)站線路的容性充電無功功率，單位為兆乏（Mvar）；——海上風電場送出線路的容性充電無功功率，單位為兆乏（Mvar）；——海上風電場送出線路的無功補償系數(shù)，對于直接接入公共電網(wǎng)的海上風電場，取為0.5；對于通過220kV風電匯集系統(tǒng)升壓至500kV電壓等級接入公共電網(wǎng)的海上風電場群中的風電場，取為1。動態(tài)無功補償設(shè)備配置容量計算動態(tài)無功補償設(shè)備配置容量應按公式（A.3）計算。 (A.seqfulu_equation_1334528521880065993)式中：——動態(tài)無功補償設(shè)備配置容量，單位為兆乏（Mvar）；——容性無功補償總?cè)萘?，單位為兆乏（Mvar）；——感性無功補償總?cè)萘?，單位為兆乏（Mvar）；——高壓并聯(lián)電抗器配置容量，單位為兆乏（Mvar）。低壓并聯(lián)電抗器配置容量計算低壓并聯(lián)電抗器配置容量應按公式（A.4）計算。 (A.seqfulu_equation_1334528521880065994)式中：——低壓并聯(lián)電抗器配置容量，單位為兆乏（Mvar）；——感性無功補償總?cè)萘?，單位為兆乏（Mvar）；——高壓并聯(lián)電抗器配置容量，單位為兆乏（Mvar）；——動態(tài)無功補償設(shè)備配置容量，單位為兆乏（Mvar）。輸電線路的無功功率損耗計算輸電線路的無功功率損耗主要來源于線路電抗的無功功率損耗，其與輸電線路中電流的平方成正比，輸電線路的無功功率損耗應按公式（A.5）計算。 (A.seqfulu_equation_1334528521880065995)式中：——輸電線路