XXXX0424风电场电能质量测试方法与实践-江苏电科院陈兵16812.pptx

风电场电能质量测试方法与实践风电场电能质量测试方法与实践二一四年五月二一四年五月陈陈 兵兵1风力发电的电能质量问题目目 录录2风电场电能质量测试标准3风电场电能质量测试方法4风电场电能质量测试案例一、风力发电的电能质量问题一、风力发电的电能质量问题1 1 1 1、风电并网对电能质量的影响、风电并网对电能质量的影响、风电并网对电能质量的影响、风电并网对电能质量的影响电压闪变：风速波动、风剪切、塔影效应、无功功率变化、控制参数改变、频繁切换操作均会引起风电并网点电压波动和闪变。谐波：风电机组变流器的采用不可避免地会产生各种频率的谐波，对电网电能质量产生明显影响。电压偏差：在系统运行水平和负荷水平不变的条件下，并网节点的电压偏差由风电场输出有功功率和无功功率共同决定。一、风力发电的电能质量问题一、风力发电的电能质量问题2 2 2 2、电能质量对风力发电的影响、电能质量对风力发电的影响、电能质量对风力发电的影响、电能质量对风力发电的影响电网电压跌落：(1)机械、电气功率的不平衡影响机组稳定运行；(2)暂态过程导致发电机中出现过流，可能损坏器件；(3)附加的转矩、应力可能损坏机械部分。系统三相电压不对称：导致风电机组频繁出现负序电流，风电机组因”电流不对称”故障而停机。12风电场电能质量测试标准3风电场电能质量测试方法风力发电的电能质量问题4风电场电能质量测试案例Electromagnetic compatibility(EMC)-Testing and measurement techniques-Power quality measurement methodsMeasurement and assessment of power quality characteristics of grid connected wind turbinesIEC 61000-4-30 IEC 61400-21 二、风电场电能质量测试标准二、风电场电能质量测试标准国际标准国际标准国际标准国际标准Testing and measurement techniques Flickermeter Functional and design specificationsIEC 61000-4-15 二、风电场电能质量测试标准二、风电场电能质量测试标准国家标准国家标准国家标准国家标准风电场接入电力系统技术规定内容：有功功率、功率预测、无功容量、电压控制、低电压穿越、运行适应性、电能质量、仿真模型、二次系统、接入测试。风力发电机组电能质量测量和评估方法 内容：机组电能质量特性参数、测量程序、功率质量评估。GB/T 19963-2011 GB/T 20320-2006 二、风电场电能质量测试标准二、风电场电能质量测试标准国网企业标准国网企业标准国网企业标准国网企业标准风电场接入电网技术规定内容：有功功率、功率预测、无功配置、电压控制、低电压穿越、运行频率、电能质量、模型参数、通信信号、接入测试。风电场功率调节能力和电能质量测试规程内容：测试条件、测试项目、测试设备、测试方法、测试结果评价。Q/GDW 392-2009 Q/GDW 630-2011 二、风电场电能质量测试标准二、风电场电能质量测试标准标准联系标准联系标准联系标准联系Q/GDW 630-2011风电场功率调节能力和电能质量测试规程 测试方法：IEC 61000-4-30 IEC 61000-4-15 满足要求：GB/T 19963-2011 指标评价：GB/T14549-93 GB/T24337-2009 GB/T 12326-200813风电场电能质量测试方法2风电场电能质量测试标准风力发电的电能质量问题4风电场电能质量测试案例三、风电场电能质量测试方法三、风电场电能质量测试方法测试条件测试条件测试条件测试条件（1）风电场测试之前，风电场应完成全部机组并网调试，测试期间，风电机组应全部投入运行；（2）测试期间，风电场最大实际运行容量应大于风电场额定容量的 95，测试过程包含0-95%额定容量以上出力；（3）风电场应具备独立的测风塔，测试时风电场的风速应从该测风 塔获得；（4）测试期间，风电场实际并网的状况不能变化，包括硬件部件和 控制系统；（5）测试应由具备相应资质的机构进行。三、风电场电能质量测试方法三、风电场电能质量测试方法测试设备测试设备测试设备测试设备 Q/GDW 630-2011 1、电压互感器u精度至少为1级u频率响应2500Hz2、电流互感器u精度至少为1级u频率响应 2500Hz3、数据采集系统 u采样频率 5kHz u分辨率 12位 设备型号DEWE-5000FLUKE1760电压量程(rms)1400V1000V基本精度0.1%0.1%A/D(bits)12-24可选16 50Hz系统采样频率(kS/s)10010.24每周期采样点2000205测量带宽20kHz4.6kHz数据内存160 GB2GBIEC61000-4-30 A级是是三、风电场电能质量测试方法三、风电场电能质量测试方法测量点测量点测量点测量点风电场升压变高压侧测试内容测试内容测试内容测试内容 频率 谐波 间谐波 电压闪变 电压偏差 电压不平衡度测试周期测试周期测试周期测试周期 连续测试至少24h 覆盖0-100%Pn出力三、风电场电能质量测试方法三、风电场电能质量测试方法分功率区段分功率区段分功率区段分功率区段（1）输出功率从 0 至额定功率的 100，以 10 的额定功率为区间；（2）每个功率区间、每相至少应采集风电场并网点 5 个 10min 时间序列瞬 时电压和瞬时电流值的测量值；（3）通过计算得到所有功率区间的风电场有功功率的 0.2s 平均值；（4）以测试开始零时刻，计算零时刻至 60s 时间段内风电场输出功率最大 值和最小值，两者之差为 1min 有功功率变化；同样计算 0.2s 至 60.2s 时间段内风电场输出功率最大值和最小值，得出 1min 有功功率 变化，依此类推，计算出 1min 有功功率变化；（5）10min 有功功率变化的计算方法与 1min 有功功率变化的计算方法相同。三、风电场电能质量测试方法三、风电场电能质量测试方法谐波测试谐波测试谐波测试谐波测试注入的谐波电流、并网点的电压总谐波畸变率、各次谐波电压、间谐波电压 测试功率范围需包括0-100%Pn按10%Pn划分10个区间每个区间至少采集5个10min时间序列按0.2s 平均值计算，得到10个区间的每相各次谐波最大值、最小值、平均值、95%值分别按10个区间评价三、风电场电能质量测试方法三、风电场电能质量测试方法谐波计算谐波计算谐波计算谐波计算算法：谐波子组、间谐波子组。谐波（子组）：测量至50次。间谐波（子组）：测量至2kHz时间窗：10周期测量间隔：10minIh：第h次谐波电流（均方根值）In：基波电流（均方根值）谐波群谐间波群THC三、风电场电能质量测试方法三、风电场电能质量测试方法闪变测试闪变测试闪变测试闪变测试短时间闪变Pst、长时间闪变Plt测试功率范围需包括0-100%Pn按10%Pn划分10个区间每个区间至少采集12个个10min时间序列计算10个区间的每相短时间闪变值Pst计算10个区间的每相长时间闪变值Plt分别按10个区间闪变最大值评价三、风电场电能质量测试方法三、风电场电能质量测试方法闪变计算闪变计算闪变计算闪变计算框1：用来实现把不同等级的电源电压降到适用于仪器内部电路电压值。框2、3、4：综合模拟了灯-眼-脑环节对电压波动的反应。框5：用积累概率函数CPF的方法进行分析，计算Pst。三、风电场电能质量测试方法三、风电场电能质量测试方法闪变计算闪变计算闪变计算闪变计算（1）风电场停运时，电网背景长时间闪变值Plt0；（2）风电场投运运行时，并网点长时间闪变值Plt1；（3）计算风电场单独引起的长时间闪变值Plt2；（1）测量时段内包含的12个短时间闪变值Pst；（2）计算2个小时的长时间闪变值Plt；三、风电场电能质量测试方法三、风电场电能质量测试方法其它指标测试其它指标测试其它指标测试其它指标测试电压偏差、电压不平衡度、频率测试功率范围需包括0-100%Pn测量时间窗口为10周波不分功率区段，时间计算长度1min、10min每相最大值、最小值、平均值、95%值整体评价三、风电场电能质量测试方法三、风电场电能质量测试方法评价依据评价依据评价依据评价依据（1）谐波：GB/T14549-93电能质量 公用电网谐波（2）间谐波：GB/T24337-2009电能质量 公用电网间谐波（3）闪变：GB/T 12326-2008电能质量 电压波动和闪变（4）电压偏差：GB/T12325-2008电能质量 供电电压偏差（5）电压不平衡度：GB/T15543-2008电能质量 三相电压不平衡（6）频率：GB/T15945-2008电能质量 电力系统频率偏差14风电场电能质量测试案例2风电场电能质量测试标准3风电场电能质量测试方法风力发电的电能质量问题四、风电场电能质量测试案例四、风电场电能质量测试案例江苏灌云风电场电能质量测试案例江苏灌云风电场电能质量测试案例江苏灌云风电场电能质量测试案例江苏灌云风电场电能质量测试案例风场概况：地点：江苏连云港灌云县装机容量：100MW并网风机数量：50台机组厂家：中船重工单机容量：2MW并网电压等级：110kV并网线路：867邓风线测试时间：2012年11月10日-2012年11月22日测试位置：风电场高压控制室邓风线计量用PT、CT二次侧测试设备：德维创DEWE-5000、FLUKE1760测试内容：基波电压/电流、谐波电压/电流、间谐波电压、电压闪变、电压不平衡、电压偏差、频率、功率变化测试设置：采样频率10kHZ；测量间隔为1分钟，短时间闪 变基本记录周期为10分钟，长时间闪变基本记 录周期为2小时测试工况：覆盖测试所需功率区间0-100%Pn。测试依据：Q/GDW630-2011风电场功率调节能力和电能 质量测试规程四、风电场电能质量测试案例四、风电场电能质量测试案例测试作业流程测试作业流程测试作业流程测试作业流程四、风电场电能质量测试案例四、风电场电能质量测试案例数据分析处理数据分析处理数据分析处理数据分析处理（1）德维创DEWE-5000、FLUKE1760 仪器录波数据导出；（2）MATLAB编程要点：（a)划分10个功率区段；（b）按要求选出每个功率区段5个和12个 10min时间序列数据；（c）按10周波窗计算1min和10min值，每区间各项电能质量指标值和功率变化值（谐波计算到50次）；（d）与国标限值自动比较。（3）输入原始数据，运行MATLAB程序；（4）自动生成报表58个：谐波电压报表10个、谐波电流报表10个、间谐波电压报表10个、短时间闪变报表10个、长时间闪变报表10个、汇总的谐波电压/谐波电流/间谐波电压/短时间电压闪变/长时间电压闪变报表各1个、三相电压不平衡/电压偏差/频率报表各1个。（5）评价：10个功率区间的电能质量指标都要满足标准要求。四、风电场电能质量测试案例四、风电场电能质量测试案例测试结果测试结果测试结果测试结果功率区间参数A 相B 相C 相最大值平均值最小值95%值最大值平均值最小值95%值最大值平均值最小值95%值基波电压（KV）66.99566.00364.82166.63767.09466.06464.86366.71967.06766.10464.95266.72420.0420.0230.0120.0330.0510.0210.0110.0310.0350.0190.0110.02930.2480.1640.0930.2160.4050.2880.1840.3560.2990.2240.1590.265010%Pn2-50次：490.2030.0700.0140.1350.1890.0680.0150.1210.1890.0790.0150.150500.1830.0680.0150.1280.1820.0680.0150.1350.1520.0570.0150.107电压总畸变率()0.8480.5830.3390.7290.9260.6430.4080.7950.8870.5980.3570.7511、010%Pn功率区间三相各次谐波电压值MATLAB程序四、风电场电能质量测试案例四、风电场电能质量测试案例测试结果测试结果测试结果测试结果2、010%Pn功率区间注入的三相各次谐波电流值功率区间参数A 相B 相C 相最大值平均值最小值95%值最大值平均值最小值95%值最大值平均值最小值95%值基波电流（A）42.11012.2500.17035.71041.13011.9210.99035.05039.57011.5720.55033.60020.4900.2370.0260.4540.5530.2680.0270.5100.4450.2100.0290.395010%Pn31.0830.5520.1950.9491.2790.5200.0991.0430.9260.4920.1530.8352-50次：490.2540.1010.0460.1680.2440.1070.0500.1670.2440.1130.0440.189500.2040.0910.0430.1480.2140.0950.0450.1640.1790.0800.0440.1283、010%Pn功率区间三相25800HZ间谐波电压值功率区间参数A 相B 相C 相最大值平均值最小值95%值最大值平均值最小值95%值最大值平均值最小值95%值基波电压（KV）66.99566.00364.82166.63767.09466.06464.86366.71967.06766.10464.95266.7240.50.0560.0500.0440.0520.1660.0350.0280.0500.0500.0320.0270.035010%Pn1.50.0440.0260.0230.0290.0930.0270.0210.0310.0380.0250.0210.0280.5-15.5次：14.50.0950.0400.0170.0520.0780.0380.0170.0500.0750.0390.0170.05115.50.1660.0490.0170.0710.1620.0470.0170.0650.1200.0460.0180.062四、风电场电能质量测试案例四、风电场电能质量测试案例测试结果测试结果测试结果测试结果功率区间参数最大值平均值最小值95值短时间闪变A 相0.410.170.100.34B 相0.680.180.100.34010%PnC 相0.430.180.100.374、010%Pn功率区间三相短时闪变值参数010%Pn1020%Pn2030%Pn3040%Pn4050%Pn5060%Pn6070%Pn7080%Pn8090%Pn90100%Pn国标值结论长时间闪变A 相0.3200.3570.0000.0000.0000.0000.0000.0000.2600.3540.904合格B 相0.3270.3420.0000.0000.0000.0000.0000.0000.3280.4340.904合格C 相0.3400.3920.0520.0150.0000.0460.0000.1260.3560.5010.904合格四、风电场电能质量测试案例四、风电场电能质量测试案例测试结果测试结果测试结果测试结果参数时间实测值（MW）国标限值（MW）结论1min有功功率变化最大值2012.11.1819：207.3510.00合格10min有功功率变化最大值2012.11.1819：2029.5333.33合格 5、有功功率变化风电场输出功率实测曲线及数据 国标限值风电场装机容量（MW）10min有功功率变化最大限值（MW）1min有功功率变化最大限值（MW）3010330150装机容量/3装机容量/101505015四、风电场电能质量测试案例四、风电场电能质量测试案例风电场测试结论风电场测试结论风电场测试结论风电场测试结论 通过对灌云风电场并网点电能质量长时间连续测试，在风电场正常运行时，得出以下结论，测试期间：风电场注入电网的A、B、C三相250次谐波电流含量均满足国标 限值要求。风电场并网点电压总谐波畸变率、250次谐波电压含有率、25 800HZ间谐波电压含有率、三相长时间闪变、风场单独引起的长时 间闪变均满足国标限值要求。风电场1min和10min有功功率变化最大值均满足国标限值要求。谢谢 谢！谢！谢谢观看/欢迎下载BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES.BY FAITH I BY FAITH