南方电网风电场无功补偿及电压控制技术规范

Q/CSG 中国南方电网有限责任公司企业标准

南方电网风电场无功补偿及电压控制

技术规范

中国南方电网有限责任公司发布

目次

前言.............................................................. 错误!未定义书签。

1 范围............................................................ 错误!未定义书签。

2 规范性引用文件.................................................. 错误!未定义书签。

3 术语和定义...................................................... 错误!未定义书签。

4 电压质量........................................................ 错误!未定义书签。

电压偏差..................................................... 错误!未定义书签。

电压波动与闪变............................................... 错误!未定义书签。

5 无功电源与容量配置.............................................. 错误!未定义书签。

无功电源..................................................... 错误!未定义书签。

无功容量配置................................................. 错误!未定义书签。

6 无功补偿装置.................................................... 错误!未定义书签。

基本要求..................................................... 错误!未定义书签。

运行电压适应性............................................... 错误!未定义书签。

7 电压调节........................................................ 错误!未定义书签。

控制目标..................................................... 错误!未定义书签。

控制模式..................................................... 错误!未定义书签。

8 无功电压控制系统................................................ 错误!未定义书签。

基本要求..................................................... 错误!未定义书签。

功能和性能................................................... 错误!未定义书签。

9 监测与考核...................................................... 错误!未定义书签。

无功和电压考核点............................................. 错误!未定义书签。

无功和电压考核指标........................................... 错误!未定义书签。

无功和电压监测装置........................................... 错误!未定义书签。

10 无功补偿及电压控制并网测试..................................... 错误!未定义书签。

基本要求..................................................... 错误!未定义书签。

检测内容..................................................... 错误!未定义书签。

前言

本标准按照GB/T 给出的规则起草。

本规定由中国南方电网有限责任公司系统运行部提出、归口并负责解释。

本标准起草单位：中国南方电网有限责任公司系统运行部，广东电网有限责任公司电力科学研究院本标准主要起草人：吴俊、曾杰、苏寅生、盛超、陈晓科、宋兴光、李金、杨林、刘正富、王钤、刘梦娜

南方电网风电场无功补偿及电压控制技术规范

1 范围

本标准规定了风电场接入电力系统无功补偿及电压控制的一般原则和技术要求。

本标准适用于通过35kV及以上电压等级输电线路与电力系统连接的风电场，通过其他电压等级集中接入电网的风电场可参照执行。

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，仅所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。

GB/T 12325 电能质量供电电压偏差

GB/T 12326 电能质量电压波动和闪变

GB/T 19963 风电场接入电力系统技术规定

GB/T 20297 静止无功补偿装置（SVC）现场试验

GB/T 20298 静止无功补偿装置（SVC）功能特性

SD 325 电力系统电压和无功电力技术导则（试行）

DL/T 链式静止同步补偿器第1部分：功能规范导则

DL/T 链式静止同步补偿器第4部分：现场试验

Q/CSG110008 南方电网风电场接入电网技术规范

Q/CSG 110014 南方电网电能质量监测系统技术规范

Q/CSG 1101011 静止同步补偿器（STATCOM）技术规范

3 术语和定义

下列术语和定义适用于本标准。

3.1 风电机组wind turbine generator system; WTGS

将风的动能转换为电能的系统。

3.2 风电场wind farm；wind power plant

由一批风电机组或风电机组群（包括机组单元变压器）、汇集线路、主变压器及其他设备组成的发电站。

3.3 风电场并网点 point of interconnection of wind farm

风电场升压站高压侧母线或节点。

3.4 公共连接点point of common coupling

风电场接入公用电网的连接处。

3.5 风电场送出线路 transmission line of wind farm

从风电场并网点至公共连接点的输电线路。

3.6 风电场有功功率 active power of wind farm

风电场输入到并网点的有功功率。

3.7 风电场无功功率 reactive power of wind farm

风电场输入到并网点的无功功率。

3.8 风电机组/风电场低电压穿越 low voltage ride through of wind turbine/wind farm

当电力系统事故或扰动引起并网点电压跌落时，在一定的电压跌落范围和时间间隔内，风电机组/风电场能够保证不脱网连续运行。

3.9 风电机组/风电场高电压穿越 high voltage ride through of wind turbine/wind farm

当电力系统事故或扰动引起并网点电压升高时，在一定的电压升高范围和时间间隔内，风电机组/风电场能够保证不脱网连续运行。

3.10 风电场无功电源 reactive power source of wind farm

风电场内的风电机组、并联电容器、并联电抗器、静止无功补偿装置、静止同步补偿器、同步调相机等无功补偿装置。

3.11 风电场无功容量 reactive power capacity of wind farm

风电场内全部无功电源的无功容量总和，可分为容性无功容量和感性无功容量。

3.12 动态无功补偿装置 dynamic reactive power compensation equipment

与系统并联连接、可以根据控制目标自动连续调节其输出的容性或感性无功电流的无功补偿装置，包括同步调相机、静止无功补偿装置、静止同步补偿器等。

3.13 风电场动态无功补偿装置响应时间 response time of wind farm dynamic reactive power compensation equipment

风电场内动态无功补偿装置自并网点电压异常升高或者降低达到触发设定值开始，直到动态无功补偿装置实际输出值的变化量达到控制目标值与初始值之差的90%所需的时间。3.14 风电场无功电压控制系统响应时间 response time of wind farm voltage/reactive power control system

风电场无功电压控制系统自接收到电力调度机构实时下达（或预先设定）的无功功率/电压控制指令开始，直到风电场实际无功功率/电压值的变化量达到为控制目标值与初始值之差的90%所需的时间。

3.15 电压合格率 voltage eligibility rate

实际运行电压偏差在限值范围内累计运行时间与对应的总运行统计时间的百分比。电压监测统计的时间单位为“min”。电压合格率的计算公式为：

4 电压质量

4.1 电压偏差

风电场接入电力系统后，并网点的电压偏差应满足GB/T 12325和SD 325的要求。

特殊情况下，限值也可以由电网运营企业和风电场开发运营企业根据电网特点、风电场位置及规模等共同确定。

4.2 电压波动与闪变

风电场所接入的并网点的闪变干扰值应满足GB/T 12326的要求，其中风电场引起的长P按照风电场装机容量与并网点上的干扰源总容量之比进行分配。

时间闪变值

1t

5 无功电源与容量配置

5.1 无功电源

风电机组应具有一定的无功容量，满足风电机组无功功率在额定有功功率输出时超前~滞后功率因数所确定的运行范围，且在该范围内动态可调。

风电场应充分利用风电机组的无功容量及其调节能力，当风电机组的无功容量不能满足系统电压调节需要时，应在风电场加装适当容量的集中无功补偿装置，其中动态无功补偿装置的容量应不小于总补偿容量的50%。

5.2 无功容量配置

风电场的无功容量应按照分（电压）层和分（电）区基本平衡的原则进行配置，并满足检修备用要求。

对于直接接入公共电网的风电场，其配置的容性无功容量能够补偿风电场满发时汇集线路、主变压器的感性无功及风电场送出线路的一半感性无功之和，其配置的感性无功容量能够补偿风电场送出线路的一半充电无功功率及风电场自身的容性无功功率。

对于通过220kV风电汇集系统升压至500kV电压等级接入公共电网的风电场群中的风电场，其配置的容性无功容量能够补偿风电场满发时汇集线路、主变压器的感性无功及风电场送

出线路的全部感性无功之和，其配置的感性无功容量能够补偿风电场送出线路的全部充电无功功率及风电场自身的容性无功功率。

风电场配置的无功补偿装置类型及其容量范围应结合风电场实际接入情况，通过风电场接入电力系统无功电压专题研究来确定。

6 无功补偿装置

6.1 基本要求

在电网正常运行情况下，风电场无功补偿装置应适应电网各种运行方式变化和运行控制要求。

风电场无功动态调整的响应速度应与场内风电机组的低电压穿越/高电压穿越能力相匹配。

风电场内动态无功补偿装置的响应时间应不大于30ms。

6.2 运行电压适应性

风电场内无功补偿装置在电压正常波动、电压异常等不同运行工况下，应按照表1中的要求运行。

表1 不同电压水平下无功补偿装置运行时间要求

7 电压控制

7.1 控制目标

当公共电网电压处于正常范围内时，风电场应能够控制其并网点电压在额定电压的97%～107%范围内；具体控制目标值可为并网点电压值或风电场无功功率值，该控制值由电力调度机构下发。

7.2 控制模式

风电场的无功电源应具有多种控制模式，包括恒无功功率控制、恒功率因数控制和恒电压控制等，具备根据调度指令自动切换控制模式的能力。

风电场变电站的主变压器宜采用有载调压变压器。

风电场应具有GB/T 19963规定的低电压穿越能力；在低电压穿越过程中，风电场内的动态无功补偿装置应投运，且具有以下动态无功支撑能力：

a）当风电场并网点电压处于标称电压的20%～90%区间内时，风电场应能够通过注入无功电流支撑电压恢复；

b）自并网点电压跌落出现的时刻起，无功电流注入持续时间应不少于该低电压持续的时间。

8 无功电压控制系统

8.1 基本要求

风电场应配置无功电压控制系统，具备无功功率及电压控制能力。在电网正常运行或者扰动后动态恢复过程中，根据电力调度机构指令，风电场无功电压控制系统自动调节其发出（或吸收）的无功功率，实现对并网点电压或无功功率的控制，其控制速度应能满足电网电压调节的要求。

8.2 功能和性能

风电场无功电压控制系统应通过协调控制风电机组的无功出力、风电场无功补偿装置的无功输出以及风电场变电站的主变压器分接头位置实现风电场的无功功率与电压调节。

风电场无功电压控制系统应与电力调度机构实现双向通信，能够实时接收电力调度机构下发的控制指令。

风电场无功电压控制系统响应时间应不超过30s，电压控制误差绝对值不超过%，无功功率

控制误差绝对值不超过5%。

9 监测与考核

9.1 无功和电压考核点

风电场无功和电压考核点为风电场并网点。

9.2 无功和电压考核指标

风电场无功和电压考核指标为风电场并网点的无功功率、电压合格率、电压波动与闪变等。

9.3 无功和电压监测装置

风电场应在风电场并网点配置无功和电压监测装置，监测装置应具有连续监测和统计功能，其配置和技术要求应符合Q/CSG 110014。

10 无功补偿及电压控制并网测试

10.1 基本要求

风电场无功补偿及电压控制并网测试包含于风电场接入电网检测，该测试应符合Q/CSG 110008的要求。

10.2 检测内容

检测应按照国家或有关行业对风电场接入电网运行制定的相关标准或规定进行，应包括但不仅限于以下内容：

a)风电场无功/电压控制能力检测；

b)风电场电压质量测试；

c)风电场无功补偿装置现场性能检测。