GB T 20320-2006 风力发电机组电能质量测量和评估方法.pdf
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1、ICS 27. 180 F 11 gB 中华人民共春日国国家标准GB/T 20320一2006/IEC61400-21 : 200 1 凤力发电机组电能质量测量和评估方法Measurement and assessment of power quality characteristics of wind turbine generator system CIEC 61400-21: 2001 , Measurement and assessment of power quality characteristics of grid connected wind turbines, IDT) 20
2、06-07由20发布中华人民共和国国家质量监督检验检瘦总局中国国家标准化管理委员会2007-01-01实施发布G/T 20320-2006/IEC 61400-21 : 200 1 目次前言.1 1 范围.2 规范性引用文件3 术语和定义.4 符号与单位.4 5 缩写.6 机组电能质量特性参数.6 7 测量程序. 7 8 功率质量评估.14 附录A(资料性附录)测试报告样表.17 附录B(资料性附录)电压波动及闪变.21 参考文献.27 GB/T 20320一2006/IEC61400亿1: 200 1 前言本标准等同采用IEC61400-21 :2001(风力发电机组电能质量测量和评估方法(
3、英文版)。本标准等同翻译IEC61400-21:2001。为便于使用,本标准作了如下编辑性修改:一一删除IEC61400-21:2001的前言和引吉;一一-用采用IEC标准的我国标准代替对应的IEC标准;一一在第5章缩写中保留了A/D变送器和机组,其余5项缩写:高压(HV)、低压(LV)、中压(MV)、公共供电点(PCC)和均方根(RMS)未保留。本标准的附录A、附录B为资料性附录。本标准由中国机械工业联合会提出。本标准由全国风力机械标准化技术委员会(SAC/TC50)归口。本标准起草单位:新疆金风科技股份有限责任公司、全国风力机械标准化技术委员会秘书处等。本标准主要起草人:王相明、王志红、李
4、力、霍晓萍、王建平、庄岳兴、田野。I GB/T 20320-2006/IEC 61400-21 : 200 1 凤力发电机组电能质量测量和评估方法1 范围本标准规定了风力发电机组电能质量特性参数、测量程序和功率质量的评估。本标准适用于风轮扫掠面积大于或等于40m2的并网型风力发电机组。注1:本标准范围包括:对并网型风力发电机组电能质量的特性的定义和定量描述;量化特性参数的测量程序;评估电能质量的一致性程序,包括评估安装在某一场地,可能为机群中某型风力发电机组的电能质量。本标准中的测量程序适用于在电网的任何地方与电网三相连接并且不主动控制频率和电压的单台风力发电机组。本标准只要求风力发电机组在中
5、压、高压系统公共连接点处测试并按本标准中所述进行评估,测量程序适用于任何容量的风力发电机组。测量所得的特性仅适用于被评估的指定配置的风力发电机组,其他风力发电机组控制参数不同,产生的电能质量也不同,应予以单独评估。测量程序尽可能按照非特定场地要求来设计,因此,在某一测试地点的测量结果也同样适用于其他地方。电能质量一致性评估程序,适用于风力发电机组通过公共连接点与中压或高压电力系统并网,电网频率变化不超过:1: 1 Hz.并具有足够的有功和无功调节能力以及足够的负荷吸收风能所产生的电能。作为指南,电能质量一致性评估的原则也仍适用于其他场合。注2:本标准对系统电压等级定义如下:低压,指UnlkV;
6、 中压,指1kV35kV。注3:本标准中没有涉及谐间波影响,但有关的IEC委员会正在考虑制定适当的测量和评估程序。2 规范性引用文件下列文件中的条款,通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。GB 755-2000旋转电机定额和性能(idtIEC 60034-1: 1996) GB 1208 电流互感器(GB1208-1997 , eqv IEC 185:1987) GB/T 2900. 53 电工术
7、语风力发电机组(GB/T2900. 53一2001,idtIEC 60050-415 :1 999) GB/T 4365 电工术语电磁兼容(GB/T4365-2003 , IEC 60050 (1 61): 1990 , IDT) GB/T 13850 交流电量转换为模拟量或数字信号的电测量变送器(GB/T13850一1998,idtIEC 60688:1992) GB/T 17626. 7 电磁兼容试验和测量技术供电系统及所连设备谐披、谐间波的测量和测量仪器导则(GB/T17626. 7-1998,idt IEC 61000-4-7 :1 991) IEC 60050(393) 国际电工词汇
8、第393章:核用仪器仪表:物理现象和基本概念IEC 60186 电压互感器,附件1,附件2IEC 61000-4-15 电磁兼容性(EMC)第4部分:试验和测量技术第15节:闪烁计功能和设计规范IEC 61800-3 可调速电力传动系统第3部分:包括特定试验方法的电磁兼容(EMC)产品标准G/T 20320-2006/IEC 61400-21 : 200 1 3 术语和定义3. 1 3.2 3. 3 GB/ T 2900. 53和GB/T4365中确立的以及下列术语和定义适用于本标准。连续运行(凤力发电机组)continuous operation(for wind turbine) 机组正常
9、的运行状态,不包括启动和停机。切入凤速(指WTGS)cut-in wind spee WTGS开始发电时,轮载高处的;最防L速。式中:闪变阶跃系单台机组在仨式中:Tp-一测量周烟、的功率导ration(for wind turbine) p叫c一一在虚拟电3.5 3.6 3. 7 2 Sn 机组额定视最大允许功率(凤力发电机最大测量功率(凤力发电机组)maximum measured power (for wind turbine) 在规定平均时间内机组连续运行状态下测到的功率。电网阻抗相角network impedance phase angle 电网短路阻抗相角:式中:Xk一一电网短路感抗
10、;Rk 电网短路阻抗。Pk = arctan(Xk / Rk) 3. 8 3. 9 正常运行normal operation (for wind turbine) 在机组手册中所描述的无故障运行状态。输出功率(指WTGS)output power (for wind turbine) WTGS在终端处输出的有功功率。G/T 20320一2006/IEC61400-21 : 200 1 3.10 3.11 3.13 3.16 3. 17 3. 18 3.19 3.20 供电网的一点,距某一特定负w功率汇集系统(凤力发额定电流(机组在额定额定无功功率(凤力机组运行在额定功率、停机(指WTGS)st
11、andstill (f WTGS停机未运行状态。启动(凤力发电机组)start-up (for wind turbine) 机组从停机到发电之间的过渡状态。切换运行(凤力发电机组)switching operation(for wind turbine) 启动或电机之间的切换。i描流强度turbulence intensity 风速的标准偏差与平均风速的比率。用同一组风速测量数据和规定的周期进行计算。3 GB/T 20320-2006/IEC 61400-21 :2001 3.21 电压变化系数(凤力发电机组)voltage change factor(for wind turbine) 由于
12、机组切换运行引起电压变化的标准化测量值:式中z rJfic.max - Uf n 岛.fichu(qFK)=3u-37 Uf川m和Uf川旧一一在虚拟电网上,风力发电机切换运行时相电压的最小和最大均方根值;Un -额定线电压;5n一一机组的额定视在功率;5kfic 虚拟电网的短路视在功率。注:电压变化系数ku与最大浪涌电流和额定电流的比率ki相似,但是u是电网阻抗相角的函数。ku的最高值与ki接近。3.22 凤力发电机组输出端wind turbine terminals 机组与电力系统的连接点,该点为机组的一部分并由机组供方标记。3.23 公共连接点(PCC)point of common co
13、upling(PCC) 公共电网中的点,该点至负荷的距离在电学上为最近,该处也可能连接其他负荷。注1:这些负荷可以是设备、装置或系统,也可以是各不相同的用电设施。注2:在一些场合,术语公共连接点仅限于公共电网。4 符号与单位本标准使用下列符号和单位:t:.Udyn 最大允许电压波动率(%)Un 1JIk 电网阻抗相角(deg)m (t) 测量电压的基准电气角(deg)自与总谐波有关的指数c(k) 连续运行状态下的闪变系数d 相对电压波动率(%)E plti 长期闪变限定值Epsti 短期闪变限定值fg 电网的基准频率(Hz)fm.i 第i个风速bin内闪变系数值出现的次数fy.i 第i个风速b
14、in内风速出现的次数h 谐波次数h.i 第i台机组的第h次谐波畸变(A)im (t) 瞬时测量电流(A)In 额定电流(A)kf(飞rk)闪变阶跃系数ki 最大浪涌电流和额定电流的比值ku( 1JIk) 电压波动系数Lfic 虚拟电网感抗(H)N10 10 min内某一切换运行方式的最大次数4 GB/T 20320-2006/IEC 61400-21 : 200 1 Nm 120 min内某一切换运行方式的最大次数切人风速到15m/s风速之间风速bins的总个数第i台风力发电机组的变压器变比闪变系数值的测量总数第i个风速bin内闪变系数值的测量个数第1个风速bin内小于工的闪变系数值的测量个数
15、风力发电机组台数最大测量功率(0.2s平均值)(W)最大测量功率(60s平均值)(W)长期闪变扰动系数最大允许功率(W)机组额定功率(W)闪变系数值的累积分布短期闪变扰动系数虚拟电网上的短期闪变分布系数机组的额定无功功率(var) 在PO2下的无功功率(0.2s平均值)(var) 在P60下的无功功率(60s平均值)(var) 最大允许功率时的无功功率(var) 虚拟电网的阻抗(D)在PO.2下的视在功率(0.2s平均值)(VA)在P60下的视在功率(60s平均值)(VA)电网短路视在功率(VA)虚拟电网的短路视在功率(VA)最大允许功率时的视在功率(VA)机组的额定视在功率(VA)切换运行的
16、瞬变周期(s)理想电压掘相电压瞬时值(V)虚拟电网模拟相电压瞬时值(V)虚拟电网相电压最大值(V)虚拟电网相电压最小值(V)额定线电压(V)年平均风速(m/s)切入风速(m/s)第t个风速bin的中值第i个风速bin的加权系数虚拟电网电抗(D)N120 Nbin nj Nm j Nm.i.c6m/s时的c(们v,)的精度。7.6.3 切换运行根据制造商的资料,确定6.6.2a)、6.6. 2 b)、6.6. 2 c)中所述切换运行的最大值N10和N120。如果机组制造商不能提供这些数据或者不能提供足够的机组控制系统技术参数来推断这些值,可以假定:对于6.6.2a)和6.6.2c)令N10=10
17、 .N12O = 120; 对于6.6. 2 b)令N10= 1. N120 = 12。通过相应的测量、模拟和计算来确定6.6.2a)、6.6. 2 b)、6.6.2c)中所述每种切换运行时的电压波12 GB/T 20320-2006/IEC 61400-21 : 200 1 动率ku(Pk)和闪变阶跃系数kl(Pk)。本章叙述了详细的测量程序,有关资料概述见附录B.2。6.6.2 a)和6.6.2b)分别规定了特定风速下的切换运行,评估者应对6.6.2c)所述条件予以鉴别。可通过分析机组的设计来完成,如果不能得到满意的佐证,则应通过测量来确定6.6.2c)的条件。参见6.6.2中的注1。按下
18、述要求测量确定电压波动系数札(Pk)和闪变阶跃系数是I(Pk) : a) 测量机组输出端三相瞬态相电流和相电压(参见7.6.2中注2);b) 测量时间Tp应持续足够长的时间,以减少切换运行的瞬态影响,但不至于排除揣流引起的功率波动;c) 每个工况均测量5次,以保证测量结果能代表正常运行状态;d) 按7.1.2进行风速测量。要求在切换运行时的10min平均风速不超过规定风速的:f:2m/s。按图1提供的测量配置方式进行测量,电压互感器、电流互感器和风速仪的配置应满足表1的技术要求。电压、电流测量截止频率至少为1500 Hz(参见注1)。通常,对于具有软启动或其他能限制冲击电流装置的机组,电流互感
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