风电场功率控制系统调度功能技术规范-编制说明

《新能源电站功率控制系统技术规定》

编制说明

目次

1 编制背景 (1)

2 编制原则 (1)

3 与其他标准的关系 (1)

4 主要工作过程 (2)

5 标准结构和内容 (2)

6 标准有关条款的说明 (2)

1 编制背景

在我国，大型新能源电站（风电场及光伏电站）的开发及并网运行多具有以下特点：风能及光照的变化有随机性；大多新能源电站距电力主系统和负荷中心较远，所以一般新能源电站与薄弱的地方电力系统相联；新能源电站运行时向电网送有功功率的同时还要吸收无功功率；原有的地方电力系统的线路按常规设计建设，缺乏电压控制设备和措施等；大规模风电及光伏接入将对电网电压水平、频率水平、电能质量、稳定性、调度运行等带来很大影响。

为了应对大规模风电及光伏的接入，确保接入后的电力系统运行的可靠性、安全性与稳定性，除了加强相应的电网建设、增加电网的调控手段，并不断改善整个电力系统的电源结构外，还需要对新能源电站参与电网有功及频率控制、电压及无功控制的技术要求做出相应的规定，以期不断提高新能源发电单元（风力发电机组和光伏逆变器）和新能源电站的运行特性，降低大规模风电及光伏接入对电网带来的不利影响。

目前国内已有国家电网公司和南方电网公司相关企标，尚无相关国家标准对其进行规范；随着新能源电站参与电网有功频率调节、电压无功调节的逐步深入，急需编制国家标准对其统一要求。

2 编制原则

标准编制的原则是遵守《中华人民共和国可再生能源法》、《中华人民共和国电力法》、《电网调度管理条例（1993）》（国务院第115号令）等现有相关法律、条例、标准和导则，兼顾电网运行和风电发展的要求。

从系统运行的技术层面考虑，对接入电网的新能源发电单元/新能源电站而言，必须满足电网的技术要求，以确保它们并网运行后不会对输电系统产生不利影响。这些技术要求都是在广泛调研和认真总结我国各网省公司已有新能源电站功率自动控制系统建设情况、技术方案和实施现状的基础上提出，大致包括有功功率控制、频率控制、有功紧急控制、无功电压控制、关键信息交换等方面，在技术路线和功能体系设计上充分考虑了先进性。规范中提出技术要求条款的目的是使新能源电站提供维持系统稳定运行的能力。在某些方面，规范中的技术要求是为了确保新能源电站具备一定的技术能力。

本标准的出发点和基本原则是保障电网及新能源电站的安全、稳定和优质运行，同时尽量使条文具有一定的可操作性，便于理解、引用和实施。

3 与其他标准的关系

本标准的编写主要依据国家、行业有关标准规定编写，重点参考了以下标准文件：

GB/T 13729 远动终端设备

GB/T 19582.1 基于Modbus协议的工业自动化网络规范

GB/T 19963 风电场接入电力系统技术规定

GB/T 19964 光伏电站接入电力系统技术规定

IEC 60870-5 远动设备及系统第5部分传输规约

中华人民共和国国家发展和改革委员会令第14号电力监控系统安全防护规定

国能安全〔2015〕第36号电力监控系统安全防护总体方案

4 主要工作过程

本标准编制的主要工作过程如下：

2018年7月，确立编研工作总体目标，进行标准大纲研讨。

2018年12月，标准编写组在前期研究的基础上，编制了标准的草案稿，确定了标准框架和初步内容。

2019年1月至3月，实地调研新能源电站功率控制性能及控制设备，对标准框架中的内容进行详细的研究。

2019年4月，对标准进行了公开征求意见，共收到意见反馈9条。

2019年5月，国家电力调度控制中心召开工作组会议，对标准的第一次征求意见稿进行了讨论，针对标准结构提出了修改要求。

2019年6月，标准编写组组织召开了专家讨论会，听取了专家意见，在前期征求意见稿的基础上，明确了进一步需要修改及完善的内容。

5 标准结构和内容

本标准依据GB/T 1.1—2000《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写规则》和DL/T 600—2001《电力行业标准编写基本规定》的编写要求进行标准编制。标准的主要结构和内容如下：

1. 目次；

2. 前言；

3. 标准正文：共包含7个章节，范围，规范性引用文件、术语和定义、总体要求、系统功能、系统测试及性能指标。

4. 标准资料性附录。

6 标准有关条款的说明

（1）关于4.1.2的功率控制系统总体方案

根据目前技术发展趋势，建议采用统一平台，综合实现AGC、A VC、一次调频等（包括部分场站的快速调压方案）。通过调研，国外早已由整机制造商实现了功率控制系统由稳态到暂态的全过程控制，国内新建场站的整机制造商也已具备相应能力。目前存量的新能源电站“打补丁”的方案主要由改造的

特殊情况而引起。

（2）关于4.2.4通信信息的要求

目前新能源电站在有功及频率控制、无功及电压控制系统的通信方面，各网省公司的实现方式各异。

在升压站数据采集方面，大部分系统是通过远动机以通讯的方式采集升压站数据；只有极少部分系统是通过单A/D结构直接采集升压站关键数据（并网点电压、电流、有功功率、无功功率、频率等），其他非关键数据通过远动机以通讯方式采集。升压站关键数据作为控制的基础数据，对其采集的精度、速度和可靠度等方面有极高的要求，特别是对于大规模新能源电站集中并网，集中参与电网调节时，该要求更是必不可少。前者通过通讯方式采集，数据从测控装置的单A/D结构采集，中间经过多个环节通讯管理机转发后上送给功率控制系统，数据采集环节繁多，采集速度无法保证，很难实现更加快速的控制调节，且数据来源单一，缺乏校验数据有效性的其他数据源，可靠度欠缺；后者通过单A/D结构直接采集关键数据，采集速度有了保证，但数据采集来源单一，通过通讯方式采集的升压站数据由于采集速度远远慢于A/D结构直接采集，二者数据采集不同步，无法作为校验数据有效的数据源，当A/D损坏或测量错误时，还是缺乏有效的数据检验，采集可靠度亦欠缺，极有可能导致不正确的调节动作。以上问题，都会影响对数据采集要求较高的一次调频控制。

考虑到以上数据采集问题，再结合我国在高电压领域数据采集方面的一些经验，提出系统应配备数据采集模块，直接采集新能源电站并网点电压、主变高压侧电流等，用于一次调频控制。

（3）关于5.1及5.2 有功功率及一次调频控制要求

新能源电站有功功率控制是一个非常重要的能力。在中国现有电网状况下，各新能源发电接入电网的最大容量不同程度地受到所接入电网条件及系统调峰能力的限制。进行功率控制可以产生非常显著的好处，特别是在新能源装机比例比较高的电网中。国外的有关风电场并网技术性文件都规定风电场在连续运行和切换操作（启动和停机）必须具有控制有功功率的能力，其中基本要求：一是控制最大功率变化，二是在电网特殊情况下限制风电场的输出功率。另外，国外许多新能源并网标准还规定了风电场及光伏电站应具有降低有功功率和参与系统调频问题，并规定了降低功率的范围和响应时间，以及参与调频的调节系统技术参数（死区、调差系数和响应时间等）。

从电力系统的运行特性看，随着新能源发电容量的增加，希望新能源发电控制有功功率的能力也越高。风电场最大功率变化限值可以按照《GBT 19963-2011 风电场接入电力系统技术规定》中技术指标执行。光伏电站最大功率变化限制可以按照《GB/T 19964-2012 光伏电站接入电力系统技术规定》中技术指标执行。

（4）关于5.4~5.6其他功能的要求

功率控制系统作为新能源电站参与电网调控的重要系统，为了实现精准控制，应该充分考虑各种异常情况，并对异常情况做好数据记录，便于分析异常原因；应该具有人工调参和人工调试等人工干预功能；应该具有相应的控制调节精度、合格率、投运率等指标的统计分析功能。

（5）关于7.4新能源电站控制指标的要求

标准中的性能指标从技术角度要求，有利于整机制造商、自动化厂家参与竞争，提高系统的控制精