风电机组控制及保护性能监督导则

风电机组控制及保护性能监督导则

1 概述

本导则规定了风力发电机组功率曲线验证、并网要求、变桨紧急电源、保护性能技术监督的技术要求。

2 适用范围

本导则适用于上风向、管式塔风力发电机组。

3 术语和定义

3.1 低电压穿越low voltage ride through

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。

3.2 风电场并网点point of connection of wind farm

风电场升压站高压侧母线或节点。

3.3 失电保护grid failure protection

风力发电机组由于电网断电、箱变故障等原因突然与电网脱离后，机组使用紧急电源等使气动刹车动作，叶轮转速降低，刹车制动，

将机组恢复至停机状态。

4 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 18451.2-2012 风力发电机组 功率特性测试 GB/T 风电场接入电力系统技 NB/T 31018-2011 风力发电机组变桨控制系统技术规范 5

监督范围

风电机组控制及保护性能监督应包括以下项目： a) 功率曲线验证及叶片完好性；

b) 并网性能要求，包括低电压穿越、有功、无功控制； c) 变桨系统动力源（变桨蓄电池及蓄能器）； d) 机组控制系统及保护性能：包括主控系统、SCADA 及机组内部通信、变桨系统、变频系统以 及急停、扭缆、振动保护、超速、高温、失电保护、烟雾报警、紧急照明等。

6 监督内容及要求

并网点电压(p u )

6.1 功率曲线验证

6.1.1 对于符合功率曲线验证条件的新建、扩建、改建风电场，在出质保期前每种机型至少检测 1 台。

6.1.2 功率曲线验证工作应严格按照《GB/T 18451.2-2012 风力发电机组 功率特性测试》标准执行。

6.1.3 一般要求测量值不低于保证值的 95%（以轮毂高度处各年平均风速下计算年发电量为准）。

6.2 并网要求

6.2.1 风电机组并网的相关技术要求主要包括低电压穿越、运行适应性（电压、频率）,参照 GB/T 19963-2011 的要求执行。

6.2.2 检测内容应根据当地电网公司要求进行，一般情况下每种机型检测 1 台。

6.2.3 在运行风电场可结合电网电压波动及其他异常状态下风电机组的实际表现对其电压、频率、低 电压穿越等功能进行辅助性监测。 6.2.4 风力发电机组低电压穿越能力的技术要求如图 1 所示：

1.2

1.1 1 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4

0.3 0.2 0.1 0

电网故障引

起电压跌落

风电机组可以从电网切出

-1 0 0.6

25 1 2 3 4 时间(s)

图1 低电压穿越技

术要求

a) 风电场并网点电压跌至20%额定电压时，风电场内的风力发电

机组能够保证不脱网连续运行

625ms；

b) 风电场并网点电压在发生跌落后2s内能够恢复到额定电压的

90%时，风电场内的风力发电机组能够保证不脱网连续运行；

6.2.5 当风电场并网点的电压在标称电压的90%～110%之间时，风电机组应能正常运行；当风电场

并网点电压超过标称电压的110％时，风电场的运行状态由风电机组的性能确定。

6.2.6 具有低电压穿越功能的机组应有相应的合格证书或认证证书。

6.2.7 风力发电机组应在表1 所示电力系统频率范围内按规定运行：

表1 风电机组在不同电力系统频率

范围内的运行规定

6.3 变桨系统备用动力源

6.3.1 电动变桨系统备用电源包括电池或超级电容，电池类型一般为阀控式铅酸蓄电池。

6.3.2 变桨状态包括正常运行、故障变桨、急停变桨、手动变桨等几种，

电动变桨系统应重点监控电压、电流、内阻、容量，以及极端环境（低温、高温等）下紧急电源状态的变化。

6.3.3 变桨电池性能检测。利用外部设备全面检测变桨电池电压、内阻、容量等，可以采用在线式和离线式两种方式，要求电池容量不

低于标称容量的80%，超出范围的必须进行更换。测试要求在维护

期间每台机组每6 个月至少要进行1 次，出质保期验收时全部机组

进行１次。

6.3.4 超级电容测试内容包括电压、容量等，测试根据厂家要求进行，测试要求在调试阶段进行1

次，维护期间每台机组每6 个月至少要进行1 次。

6.3.5 变桨电池或超级电容需严格按照厂家要求的年限进行检测及更换。

6.3.6 备用蓄能器主要检测压力是否正常，蓄能罐无锈蚀，要求在调试阶段检查1 次，维护期间每台机组每6 个月至少要检查1 次。

6.3.7 变桨系统功能测试：进行紧急变桨或故障变桨，要求所有叶片同时顺桨，变桨速度、通讯信号

正常。测试要求在调试阶段进行1 次，维护期间每台机组每6 个月至少进行1 次。

6.3.8 对于定桨距机组，叶尖机构应能够正常动作，每台机组每6 个月至少检查一次。

6.4 控制及保护性能

6.4.1 机组应设置急停、扭缆保护、振动保护、超速保护、高温保护、失电保护、紧急照明等基本保护功能，并需要有基本的消防功能，

比如烟雾报警等。

6.4.2 机组紧急照明安装位置应包括塔筒、机舱、轮毂等。

6.4.3 机组必须在明显的位置设置必要的急停按钮。

6.4.4 安全链整体每台机组每6 个月至少测试1 次，严禁在软件、硬件中屏蔽安全链。

6.4.5 风电机组的急停、扭缆、振动保护、超速、高温、烟雾报警、紧急照明等项目应在调试阶段检测1 次，维护期间每台机组每年至少要测试1 次。

6.4.6 失电保护应在试运行之前每种机型至少测试1 台。

6.4.7 SCADA 系统实时显示机组信息，并将风电机组运行数据定期妥善存储。

6.4.8 严禁在SCADA 系统所属各计算机上进行与工作无关的事情，并严禁非专用计算机连接到