风电场并网对电网电能质量的影响
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电压偏差 （ ％） 风电场出力 ＭＶ Ａ 功率 因数 风 电场 １０ Ｖ 罗山变 １０ Ｖ １ｋ １ｋ
母线
０４ ６ ｊ．９ ．８ ＋００ ７ ０９ ．８ ２９ ．９
本次 电能质量计算 ． 在考虑宁夏电网实际情况和各风 电场 的主流 谐波 电流 允许值 ２ ． ｏ ８ １０ ０ ６２ Ｏ ． ３ １ ． ０ ９ ８ ８ ４ ０ ３１ ０ ． １ ４
谐波电流
０２ ． ２
０５ ． ０
００ ． ４
０２ ． ２
０ ． ４ ０
Ｏ２ ． ０
１ 典型风电场选择及接入变 电站最小短路容量
１ 典型风电场选择 ． １
谐波次数
表 ３ 相关各次谐波电流注入允许值 （ Ａ）
２ ３ ４ ５ ６ ７
机 型基 础上 ． 选定典 型站点～宁东试 验风电场进行分 析 ， 此风 电场 采 用 Ｇ５ — ５ ８ ８ ０双馈异步 型风力发 电机组 ． 规划容量 为 ４ ．ＭＷ． 入 电 谐 波次数 ９５ 接 ８ １ ２ １ ４ ２ ３ ２ ４ ２ ５ 压等级为 １０ Ｖ． 电场规模较大 ｋ 风 １ 谐 波电流 允许值 Ｓ １０ ． ５ ３ ４４ ０ ． ３ ２ ４９ ３ ． １ ３５０ １ ７ ７ ８ ．１５ ． １ ３１６ ６ ． ２ ７ １ 风 电场接入变 电站最小短路容量 ． ２ 利用 Ｐ Ａ Ｐ 流和短 路计算模块 ． ＳＳ 潮 在宁夏 电网冬大运行方式 下 ， 计算宁东试验风 电场接 人时 ， 宁夏 电网相关变 电站（ 罗山变） １ ｋ １ ０ Ｖ母 ３ 电压总谐波畸变率 ． ２ 线 的最小短路容量为 ２ ６ ． Ｍ Ａ ７０ ９ Ｖ ６ 风 电场所有机组 同时投运 ， 在额定运行方式 下 ， 考虑背景谐 波 未 情 况时 ． 出相关变 电站 的 １０ Ｖ母线各次谐波含有率 和电压 总谐 计算 ｋ １ ２ 风 电场 的电压偏差计算 波畸变率 如表 ４ 其 中电压总谐波畸变率选取三相 中的最 大值 。 。 根据宁东试 验风电场运行特 性 ．考虑风 电机组几种典 型出力情 表 ４ 罗 山变电站的各次谐波含有率和电压总谐波畸变率 （ ％） 况， 计算 风电场接人 系统时对 风电场 附近主要节点 电压造成 的影 响 ， 变电站 ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ 其值如表 １ 所示 。 罗 山 ０１９ ０２ ５ ０２ ５ ０１Ｏ ０１０ ０３ ８ ０． ７ ．Ｏ ７ ．０ ６ ．４ ３ ．８４ ．６ ２ ．０ １ １ ０ ２ 表 １ 宁东试验风电场接入系统的电压偏 差值 （ ％）
由于在 国家标准 Ｇ ／ ９ ３ ２０ 《 电场接入电 网技术规定 》 ＢＴ １ ６ — ０ ５ 风 ９ 和 Ｇ ／ ４４— ０８ 电能质量 公 用 电网谐波 》 ， 定标称 电压 为 Ｂ １５９ ２０ （ Ｔ 中 规 ０２ ３ ０ ０ ８ ．４ ．４ ５ ０９ ．８ ２８ ．６ ２６ ．０ １０ Ｖ 的公用 电网 ， １ｋ 谐波电压总谐波畸变率限值取 ２ 分析表 ２ 表 ４ ％。 ～ 的计算结果并与 国标相 比较可得 ： ０２ ３ ｉ ０ ８ ． 一０ ４ ５ ４ ． 进相 ０９ ． ８ ３７ ． ２ ３ｌ ． ２ 在额定运行状态 下 ．风电机场通过 ３ ／１ｋ ５１０ Ｖ的升压变注入 系统 的各次谐波 电流值均未超过 国标允许值 ： 在未 考虑背景谐波 和相 关牵 国家标准 Ｇ ／ ９６ — ０ ５《 Ｂ １ ９ ３ ２ ０ 风电场接人 电网技术 规定》 Ｔ 规定 ： 当 弓负荷 的情况 时． 电场所有机组 同时投运 ， ｌ 风 在额定运行方式下 ， 罗山 风 电场 的并 网电压为 １０ Ｖ及其 以下时 ，风 电场并 网点 电压的正 、 １ｋ 负 变的 １０ Ｖ母 线电压总谐 波畸变率 为 ０ ７ ９ ｋ １ ． ４ ％。 ７ 偏差 的绝对值之 和不超过额定 电压 的 １％。 ０ 分析表 １ 的计算结果并 与 国标相 比较可得 ： ４ 风 电场 的电压波动和 闪变计算 在风电机组几种典 型出力情况下 ． 网点的电压偏差均不超过 系 并 利用 Ｐ Ａ Ｐ潮流和短路计算模块 ， 算风 电场接 人 电网时 ， 电 ＳＳ 计 风 统额定电压的 ３ ６ 均在规程允许的范 围 １ ％以内。 ． ％， ８ ０ 场升压变 １０ Ｖ母 线的电网阻抗角为 ７ ． １ｋ ９ ７。另外 ， ２ 该风 电场年平均
６ ８７ ． ６ ６
８１４ ． ９ Ｏ
变电站
罗 山
１ ２
１ ４
２ ３
２ ４
２ ５
４ ９
０Ｏ ３ ００ ０ ０３ ５ ００ ９ ０３ Ｏ ０２ ２ ．４ ３ ．４ ４ ．６ ｌ ．６ ３ －６ ８ ．１ １
母线
２５ ．４
电压总谐波 畸变率
０ ７４ ７９
．
０ 引 言
高的情况 下通过切机实现风电场参 与二 次调频 。 ９ （） ３ 电压控制。对风电场的无 功补偿 、 电压波动 、 闪变 、 谐波 、 变压 谐波次数 ４ 器分 接头的调节 提出明确要求 ． 以确保风 电场母 线电压稳定在一定范 Ｉ 谐波电流 Ｏ ６ ． ０ 围内 ． 电能质量合格。
２１ ０２年
第 ２ 期 ３
０电力与能源 。
科技信 息
风电场并网对 电网电能质量的影响
’ 任大江
（ 宁夏 天净 电 力勘测 设计 有 限公 司 宁夏
银川 ７ ０ ０ ） ５ ０ ２
【 要 】 文分析 了风 电场接入 电 网 对 电网电能质量 的影 响， 摘 本 后 并通过对宁夏地 区典 型风 电场并 网后的 电能质 量计算 ， 详细介绍 了电网
电压偏 差、 波、 谐 电压波动及 闪变的计 算方法 ， 为风 电场接能质 量； 并网运行
风 电场发 电容量为 ４ ．ＭＷ。 ９５ ３１ 风 电场注入公共连接点的各次谐波电流值和允许值 ． 随着 国家对风力发电 的支持 ． 电场的容量在 系统 中所 占的比例 风 在额定 运行状态下 ，风 电场 通过 ３ ／ ｋ ５１０ Ｖ的升压变接人 系统 ， １ 不断增加 ， 风力发 电对系统 的影响越来越显著 。电力 系统 对风力发电 １０Ｖ侧注入 系统 的各次谐波 电流值计算结果如表 ２ ｋ １ 所示 。 风电机 组 机 的联 网有着严格 的要求 ： 全 部投运 ．风 电场注入公共并 网点罗 山变 的谐 波 电流 限值 如表 ３ 所 （） １有功功率的控制 。 要求风电场的出力变化速度（ 细分为爬坡和 刁 。 下 降速率１ 于一定限制 ： 低 在极 限风速 条件下 一个风 电场 内的风 机不 表 ２ 宁东试验风 电场注入 系统 的谐波 电流值 （ Ａ） 可 以同时退 出运 行 ．以确保其 他常规机组有足 够的反应 时间拾取负 谐波次数 ２ ３ ４ ５ ６． ７ 荷 。不 同容量风 电场 的标准也各不相 同。 （） ２ 频率调节 。 由于风速的不可控性 。 要求风 电场 的实际 出力水平 谐波 电流 Ｏ７ ． ６ ０５ ． ９ ０８ ． ５ ０５ ． Ｏ ０３ － ７ Ｏ１ ． ６ 将 当时风速 条件下 的可 出力水平下调一定 的百 分点 ． 以保证在系统频 谐波 次数 ８ １ ２ １ ４ ２ ３ ２ ４ ２ ５ 率偏 低的情 况下 风电场具 备一定 的有功备用参与一次调频 在频率偏
母线
０４ ６ ｊ．９ ．８ ＋００ ７ ０９ ．８ ２９ ．９
本次 电能质量计算 ． 在考虑宁夏电网实际情况和各风 电场 的主流 谐波 电流 允许值 ２ ． ｏ ８ １０ ０ ６２ Ｏ ． ３ １ ． ０ ９ ８ ８ ４ ０ ３１ ０ ． １ ４
谐波电流
０２ ． ２
０５ ． ０
００ ． ４
０２ ． ２
０ ． ４ ０
Ｏ２ ． ０
１ 典型风电场选择及接入变 电站最小短路容量
１ 典型风电场选择 ． １
谐波次数
表 ３ 相关各次谐波电流注入允许值 （ Ａ）
２ ３ ４ ５ ６ ７
机 型基 础上 ． 选定典 型站点～宁东试 验风电场进行分 析 ， 此风 电场 采 用 Ｇ５ — ５ ８ ８ ０双馈异步 型风力发 电机组 ． 规划容量 为 ４ ．ＭＷ． 入 电 谐 波次数 ９５ 接 ８ １ ２ １ ４ ２ ３ ２ ４ ２ ５ 压等级为 １０ Ｖ． 电场规模较大 ｋ 风 １ 谐 波电流 允许值 Ｓ １０ ． ５ ３ ４４ ０ ． ３ ２ ４９ ３ ． １ ３５０ １ ７ ７ ８ ．１５ ． １ ３１６ ６ ． ２ ７ １ 风 电场接入变 电站最小短路容量 ． ２ 利用 Ｐ Ａ Ｐ 流和短 路计算模块 ． ＳＳ 潮 在宁夏 电网冬大运行方式 下 ， 计算宁东试验风 电场接 人时 ， 宁夏 电网相关变 电站（ 罗山变） １ ｋ １ ０ Ｖ母 ３ 电压总谐波畸变率 ． ２ 线 的最小短路容量为 ２ ６ ． Ｍ Ａ ７０ ９ Ｖ ６ 风 电场所有机组 同时投运 ， 在额定运行方式 下 ， 考虑背景谐 波 未 情 况时 ． 出相关变 电站 的 １０ Ｖ母线各次谐波含有率 和电压 总谐 计算 ｋ １ ２ 风 电场 的电压偏差计算 波畸变率 如表 ４ 其 中电压总谐波畸变率选取三相 中的最 大值 。 。 根据宁东试 验风电场运行特 性 ．考虑风 电机组几种典 型出力情 表 ４ 罗 山变电站的各次谐波含有率和电压总谐波畸变率 （ ％） 况， 计算 风电场接人 系统时对 风电场 附近主要节点 电压造成 的影 响 ， 变电站 ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ 其值如表 １ 所示 。 罗 山 ０１９ ０２ ５ ０２ ５ ０１Ｏ ０１０ ０３ ８ ０． ７ ．Ｏ ７ ．０ ６ ．４ ３ ．８４ ．６ ２ ．０ １ １ ０ ２ 表 １ 宁东试验风电场接入系统的电压偏 差值 （ ％）
由于在 国家标准 Ｇ ／ ９ ３ ２０ 《 电场接入电 网技术规定 》 ＢＴ １ ６ — ０ ５ 风 ９ 和 Ｇ ／ ４４— ０８ 电能质量 公 用 电网谐波 》 ， 定标称 电压 为 Ｂ １５９ ２０ （ Ｔ 中 规 ０２ ３ ０ ０ ８ ．４ ．４ ５ ０９ ．８ ２８ ．６ ２６ ．０ １０ Ｖ 的公用 电网 ， １ｋ 谐波电压总谐波畸变率限值取 ２ 分析表 ２ 表 ４ ％。 ～ 的计算结果并与 国标相 比较可得 ： ０２ ３ ｉ ０ ８ ． 一０ ４ ５ ４ ． 进相 ０９ ． ８ ３７ ． ２ ３ｌ ． ２ 在额定运行状态 下 ．风电机场通过 ３ ／１ｋ ５１０ Ｖ的升压变注入 系统 的各次谐波 电流值均未超过 国标允许值 ： 在未 考虑背景谐波 和相 关牵 国家标准 Ｇ ／ ９６ — ０ ５《 Ｂ １ ９ ３ ２ ０ 风电场接人 电网技术 规定》 Ｔ 规定 ： 当 弓负荷 的情况 时． 电场所有机组 同时投运 ， ｌ 风 在额定运行方式下 ， 罗山 风 电场 的并 网电压为 １０ Ｖ及其 以下时 ，风 电场并 网点 电压的正 、 １ｋ 负 变的 １０ Ｖ母 线电压总谐 波畸变率 为 ０ ７ ９ ｋ １ ． ４ ％。 ７ 偏差 的绝对值之 和不超过额定 电压 的 １％。 ０ 分析表 １ 的计算结果并 与 国标相 比较可得 ： ４ 风 电场 的电压波动和 闪变计算 在风电机组几种典 型出力情况下 ． 网点的电压偏差均不超过 系 并 利用 Ｐ Ａ Ｐ潮流和短路计算模块 ， 算风 电场接 人 电网时 ， 电 ＳＳ 计 风 统额定电压的 ３ ６ 均在规程允许的范 围 １ ％以内。 ． ％， ８ ０ 场升压变 １０ Ｖ母 线的电网阻抗角为 ７ ． １ｋ ９ ７。另外 ， ２ 该风 电场年平均
６ ８７ ． ６ ６
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变电站
罗 山
１ ２
１ ４
２ ３
２ ４
２ ５
４ ９
０Ｏ ３ ００ ０ ０３ ５ ００ ９ ０３ Ｏ ０２ ２ ．４ ３ ．４ ４ ．６ ｌ ．６ ３ －６ ８ ．１ １
母线
２５ ．４
电压总谐波 畸变率
０ ７４ ７９
．
０ 引 言
高的情况 下通过切机实现风电场参 与二 次调频 。 ９ （） ３ 电压控制。对风电场的无 功补偿 、 电压波动 、 闪变 、 谐波 、 变压 谐波次数 ４ 器分 接头的调节 提出明确要求 ． 以确保风 电场母 线电压稳定在一定范 Ｉ 谐波电流 Ｏ ６ ． ０ 围内 ． 电能质量合格。
２１ ０２年
第 ２ 期 ３
０电力与能源 。
科技信 息
风电场并网对 电网电能质量的影响
’ 任大江
（ 宁夏 天净 电 力勘测 设计 有 限公 司 宁夏
银川 ７ ０ ０ ） ５ ０ ２
【 要 】 文分析 了风 电场接入 电 网 对 电网电能质量 的影 响， 摘 本 后 并通过对宁夏地 区典 型风 电场并 网后的 电能质 量计算 ， 详细介绍 了电网
电压偏 差、 波、 谐 电压波动及 闪变的计 算方法 ， 为风 电场接能质 量； 并网运行
风 电场发 电容量为 ４ ．ＭＷ。 ９５ ３１ 风 电场注入公共连接点的各次谐波电流值和允许值 ． 随着 国家对风力发电 的支持 ． 电场的容量在 系统 中所 占的比例 风 在额定 运行状态下 ，风 电场 通过 ３ ／ ｋ ５１０ Ｖ的升压变接人 系统 ， １ 不断增加 ， 风力发 电对系统 的影响越来越显著 。电力 系统 对风力发电 １０Ｖ侧注入 系统 的各次谐波 电流值计算结果如表 ２ ｋ １ 所示 。 风电机 组 机 的联 网有着严格 的要求 ： 全 部投运 ．风 电场注入公共并 网点罗 山变 的谐 波 电流 限值 如表 ３ 所 （） １有功功率的控制 。 要求风电场的出力变化速度（ 细分为爬坡和 刁 。 下 降速率１ 于一定限制 ： 低 在极 限风速 条件下 一个风 电场 内的风 机不 表 ２ 宁东试验风 电场注入 系统 的谐波 电流值 （ Ａ） 可 以同时退 出运 行 ．以确保其 他常规机组有足 够的反应 时间拾取负 谐波次数 ２ ３ ４ ５ ６． ７ 荷 。不 同容量风 电场 的标准也各不相 同。 （） ２ 频率调节 。 由于风速的不可控性 。 要求风 电场 的实际 出力水平 谐波 电流 Ｏ７ ． ６ ０５ ． ９ ０８ ． ５ ０５ ． Ｏ ０３ － ７ Ｏ１ ． ６ 将 当时风速 条件下 的可 出力水平下调一定 的百 分点 ． 以保证在系统频 谐波 次数 ８ １ ２ １ ４ ２ ３ ２ ４ ２ ５ 率偏 低的情 况下 风电场具 备一定 的有功备用参与一次调频 在频率偏