风电场电能质量测试

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风电电能质量检测方案

• 建议满刻度量程为风力发电机额定电流的两倍
– 有功功率的渐变率限制
• 风力发电机应从停机状态开始。 • 渐变率要设定为每分钟的变化率是额定功率的10%。 • 测试要在风力发电机连接电网10分钟后进行。 • 有效有功功率输出要全程大于额定功率的50%。
– 有功功率的定点控制
• 测试过程不限制渐变率，以保证最快可能反应。 • 每阶要持续2分钟，变化幅度20%。 • 有效功率在测试过程中要保持为至少90%的额定功率。 • 有效功率输出应从风力发电机控制系统读出，如果控制系统没有此
• 谐波（SubGroup值）计算方法。
• 间谐波计算方法。
测试项目 - 谐波、间谐波、高频谐波
测量原理
– 高频谐波
• 对DL850采集后的电压和电流数据进行FFT运算。 • 从FFT数据中抽取从2kHz到9kHz的部分，共700个数据点，按照
IEC61400-4-7的计算方法进行计算。 • 每 200Hz(20个数据点)为一组，共算出35组高频谐波值。
测试项目 - 有功功率、无功功率
记录项目
– 无功功率性能
• 对于有功和无功功率，在每个10%有功功率区间，至少做30次1分钟时序均值测试。
• 每分钟均值数据要按0, 10, ...90, 100 %的有功功率区间归类。 • 对每个区间的有功功率、电感无功功率、电容无功功率进行平均运算，记录运
算结果。
– 可对比观测运算前后的波形 – 可进行时间范围和电压幅度的标注 – 可生成报告
测试项目 - 谐波、间谐波、高频谐波
记录项目
– 电流谐波需记录2至50次谐波含量和总谐波失真THC
– 电流间谐波需记录低于2kHz的间谐波含量 – 电流高频谐波需记录2kHz到9kHz的高频谐波含量 – 电压总谐波失真也要记录。 – 下图是以电流谐波为例的记录项目。

Q_HN-1-0000.08.004《风力发电场电能质量监督技术标准》

49.5Hz50.2Hz
连续运行。
高于50.2Hz
每次频率高于50.2Hz时，要求风电场具有至少运行5min的能力，并执行电网调度部门下达的降低出力或高周切机策略，不允许停机状态的风电机组并网。
6
6
风电场在并网点引起的电压变动d（%）应当满足表3的要求。
表3电压变动限值
r（次/h）
d（％）
r≤1
3
1＜r≤10
GB/T 12325电能质量供电电压偏差
GB/T12326电能质量电压波动和闪变
GB/T 14549电能质量公用电网谐波
GB/T 15543电能质量三相电压不平衡
GB/T 15945电能质量电力系统频率偏差
GB/T 19862电能质量监测设备通用要求
GB/T 19963风电场接入电力系统技术规定
2.5
10＜r≤100
1.5
100＜r≤1000
1
1注：d表示电压变动，为电压方均根值曲线上相邻两个极值电压之差，以系统标称电压的百分数表示；r表示电压变动频度，指单位时间内电压变动的次数（电压由大到小或由小到大各算一次变动）。不同方向的若干次变动，若间隔时间小于30ms，则算一次变动。
6
风电场所接入的公共连接点的闪变干扰值应满足GB/T12326的要求，其中风电场引起的长时间闪变值按照风电场装机容量与公共连接点上的干扰源总容量之比进行分配。
本标准是中国华能集团公司风力发电场电能质量技术监督工作的主要技术依据，是强制性企业标准。
本标准由中国华能集团公司安全监督与生产部提出。
本标准由中国华能集团公司安全监督与生产部归口并解释。
本标准起草单位：西安热工研究院有限公司、华能新能源股份有限公司。

风力发电机组电能质量测量和评估方法

风力发电机组电能质量测量和评估方法一、前言风力发电机组是一种越来越受欢迎的可再生能源发电设备。

随着风力发电机组的普及，对其电能质量的测量和评估变得越来越重要。

本文将介绍风力发电机组电能质量测量和评估方法。

二、风力发电机组的电能质量风力发电机组的电能质量通常由以下指标来衡量：1. 交流侧功率因数：功率因数是交流侧有功功率与视在功率之比。

良好的功率因数应该接近于1。

2. 交流侧谐波含量：谐波是指频率为原始信号整数倍的信号分量。

当谐波含量过高时，会对供电系统和其他设备造成干扰。

3. 交流侧不平衡度：不平衡度是指三相系统中三相电压或三相电流不相等的程度。

当不平衡度过高时，会导致设备运行不稳定。

4. 风机转速变化对频率稳定性的影响：当风速变化时，风机转速也会随之变化，这可能会对供电系统频率稳定性产生影响。

5. 电网侧电压波动和闪变：电压波动和闪变是指电网侧电压的瞬时变化。

当波动和闪变过大时，会对其他设备产生影响。

三、风力发电机组电能质量测量方法为了评估风力发电机组的电能质量，需要进行以下测量：1. 交流侧功率因数测量：可以通过测量有功功率、无功功率和视在功率来计算功率因数。

2. 交流侧谐波含量测量：可以通过使用谐波分析仪来测量交流侧的谐波含量。

3. 交流侧不平衡度测量：可以通过使用多功能测试仪来测量三相电压或三相电流之间的差异来计算不平衡度。

4. 风机转速变化对频率稳定性的影响测量：可以通过使用频率计来监测供电系统频率的稳定性，并记录风速和风机转速之间的关系。

5. 电网侧电压波动和闪变测量：可以通过使用快速数字录波仪来记录瞬时电压变化，并进行分析以确定波动和闪变程度。

四、风力发电机组电能质量评估方法为了评估风力发电机组的电能质量，需要进行以下步骤：1. 收集测量数据：根据上述测量方法，收集风力发电机组的电能质量数据。

2. 分析数据：使用专业软件对收集的数据进行分析，并计算出各项指标的值。

3. 制定改进措施：根据分析结果，制定改进措施以提高风力发电机组的电能质量。

风电场电能质量分析与评估

间型时 , 其初始化处理见文献 [3 ] 。通过初始标准
化 ,可得到一个新数列 , 该序列பைடு நூலகம்共同的起点且无
量纲。通过将 Y初始标准化后加上相对理想指标序列可得特征矩阵 Y′ = ( Y′ij ) ( n+1) ×m ( i = 0 , 1 , 2 , …, n; j = 1 ,2 , …, m) 。
(1)
ΔY′ij = | Y′ij - Y′0 j | , i = 1 , 2 , …, n; j = 1 , 2 ,
…, m 。最大差值为Δ( max)
=
ma x
1 ≤i ≤n
1m≤ja≤xm{ΔY′ij }
,最
小差值为 Δ( min)
=
mi n
1 ≤i ≤n
1m≤ji≤nm{ΔY′ij }
。
上式中ρ称为分辨系数 ,它的作用是调整比较
阵的权向量计算结果作为决策依据会出现不可靠
的情况。一致性检验的方法为 :首先计算一致性指
标 CI , CI = (λmax - h) / ( h - 1) ,其中 h 为判断矩阵
·84 ·
电力系统及其自动化学报第 21 卷
的阶数 ; 接着计算随机一致性比率 CR , CR = CI/ RI ,其中 RI 为判断矩阵的随机一致性指标。当 CR < 0. 10 时 , 可以认为判断矩阵具有满意的一致性 ,从而可以确定 W0 作为评价电能质量好坏程度的权重向量。校验通过后 , 求出判断矩阵的最大特征根及其对应的特征向量 , 以该特征向量作为 A H P 法的权重 W0 。 1. 4. 2 熵权系数法确定指标权重
设多指标决策域集合 A = { 方案 1 ,方案 2 , …, 方案 n} = { A1 , A2 , …, A n} 。记 V 是评价因素指标集合 ,V = { 指标 1 , 指标 2 , …, 指标 m} = { V 1 , V 2 , …, V m } 。方案 A i 对指标 V j 的指标值记为 Y ij ( i = 1 ,2 , …, n; j = 1 ,2 , …, m) 。则可构造 n 方案 m 个指标的指标值矩阵 (即决策矩阵) Y = ( Y ij ) n×m 。

风电场功率调节能力和电能质量测试及分析

风电的大规模接入对区域电网的调峰能力、电压控制特性及电能质量提出较大挑战，电能质量的低劣导致风电场无法正常运行的事件屡有发生¨ 。而且，当电网发生故障造成并网点电压跌落时，风电机组会自动脱网，造成电网电压和频率的崩溃，严重影响电网的安全稳定运行，也限制了风力发电清洁能源的应用。因此，为了保障电网的安全稳定运行，本文以黑龙江省某风电场为例，对
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏａｎａｌｙｚｅａｎｄｔｅｓｔｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｔｈｅｌａｒｇｅ— — ｓｃａｌｅｗｉｎｄｐｏｗｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｏｎｔｈｅｓａｆｅａｎｄｓｔａ－－ｂｌｅｏｐｅｒａｔｉｏｎｏｆｌｏｃａｌｅｌｅｃｔｉｃｒｐｏｗｅｒｎｅｔｗｏｒｋ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｔａｋｉｎｇａｗｉｎｄｆａｒｍｆｏｒａｎｅｘａｍｐｌｅ，ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｔｈｅｔｅｓｔｐｒｏｃｅｓｓａｎｄｓｔｅｐｓｏｆｐｏｗｅｒｒｅｇｕｌａｔｉｏｎａｎｄｐｏｗｅｒｑｕａｌｉｔｙｏｒｆｗｉｎｄａｒｆｍ，ｔｅｓｔｓｏｎｔｈｅｃｈａｎｇｅｏｆａｃｔｉｖｅｐｏｗｅｒ，ｒｅａｃｔｉｖｅｐｏｗｅｒｒｅｇｕｌａｔｉｏｎａｎｄｐｏｗｅｒｑｕａｌｉｔｙ，ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｏｆｗｈｉｃｈｉｓａｌｓｏａｎａｌｙｚｅｄ．Ｉｎｔｈｅｔｅｓｔ，ｔｈｅｈａｒｍｏｎｉｃｃｕｒｒｅｎｔｉｓｆｏｕｎｄｅｘｃｅｅｄｉｎｇｔｈｅｓｔａｎｄａｒｄ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｓｔｒａｔｅｇｙｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄｔｏｇｕａｒａｎｔｅｅｔｈｅｓｆｅａａｎｄｓｔａｂｌｅｏｐｅｒａｔｉｏｎｏｆｐｏｗｅｒｎｅｔｗｏｒｋ，ｔｈｅｓｔｒａｔｅｙｇｗｈｉｃｈａｄｖｉｃｅｓｐｕｔｔｉｎｇｆｉｌｔｅｒｉｎｇｃａｐａｃｉｔｏｒｉｎｔｏｏｐｅｒａｔｉｏｎａｓｓｏｏｎａｓｔｈｅｏｖｅｒｈａｕｌｉｓｄｏｎｅｏｒｃｈａｎｇｉｎｇＳＶＧ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｗｉｎｄａｒｆｍ；ｐｏｗｅｒｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ；ｐｏｗｅｒｑｕａｌｉｔｙ

风电场电能质量测试规程(初稿)

DLICSP备案号：中华人民共和国电力行业标准风电场电能质量测试规程Power Quality Measurement Specification of Wind Farm（征求意见稿）中华人民共和国发展和改革委员会发布目次前言 (I)1 范围 (1)2 规范性引用文件 (1)3 术语和定义 (1)4 测试基本要求 (2)5 测试项目 (2)5.1 有功功率 (2)5.2 风电场运行频率 (3)5.3 无功功率 (3)5.4 电压变动 (4)5.5 闪变 (4)5.6 谐波 (4)6 测试设备 (4)7 测试方法 (5)7.1 有功功率 (5)7.2 风电场运行频率 (6)7.3 无功功率 (6)7.4 电压变动 (6)7.5 闪变 (7)7.6 谐波 (7)附录A 测试结果的评价 (8)附录B 报告格式 (9)前言根据国家发展改革委员会2008年行业标准项目计划安排，编制风电场电能质量测试规程。

本规范参考的标准有GB/T 12325-2008 《电能质量供电电压偏差》、GB/T 12326-2008 《电能质量电压波动和闪变》、GB/T 14549-1993 《电能质量公用电网谐波》、GB/T 15945-2008 《电能质量电力系统频率偏差》、GB/T 15543-2008 《电能质量三相电压不平衡》、GB/T 20320-2006 《风力发电机组电能质量测量和评估方法》、GB/T 17626.7-2008 《电磁兼容试验和测量技术供电系统及所连设备谐波、谐间波的测量和测量仪器导则》、IEC 61400-21-2008 Measurement and assessment of power quality characteristics of grid connected wind turbines、GB/T 2900.53-2001《电工术语风力发电机组》、IEC 61000-4-15:2003, Flickermeter-Functional and design specifications、GB 1207-2006 《电磁式电压互感器》、GB 1208-2006 《电流互感器》、IEC 62008-2005 Performance characteristics and calibration methods for digital data acquisition systems and relevant software、Q/GDW 392-2009《风电场接入电网技术规定》。

风电场电能质量监测与优化研究

风电场电能质量监测与优化研究随着全球对可再生能源需求的不断增长，风能作为一种清洁、可再生的能源形式得到了广泛应用。

然而，由于风能的不稳定性和不可控性，风电场的电能质量问题成为了制约其发展的一个重要因素。

因此，对风电场的电能质量进行监测与优化研究就显得尤为重要。

风电场的电能质量问题主要包括功率质量和电压质量两个方面。

在功率质量方面，主要关注的是电网对风电场的功率质量指标的要求，如有功功率的稳定性、无功功率的控制、谐波污染和电压闪变等。

而在电压质量方面，主要关注的是电网对风电场的电压质量要求，如电压的稳定性、频率的准确性、电压暂降和电压升高等。

风电场的电能质量监测是为了了解风电场在运行过程中的电能质量状况，为解决电能质量问题提供基础数据。

监测内容主要包括风电场的功率质量和电压质量参数。

对于功率质量，需要监测的参数包括有功功率、无功功率、功率因数和谐波含量等。

而对于电压质量，需要监测的参数包括电压幅值、频率、电压闪变和电压谐波等。

通过对这些参数的监测，可以及时发现并解决风电场的电能质量问题。

风电场的电能质量优化是为了提高风电场的电能质量水平，实现对电网的可靠且安全的接入。

电能质量优化的方法主要包括传统的硬件改造和智能化控制两个方面。

在硬件改造方面，一种常用的方式是通过增加电容器、电感器和滤波器等设备来改善风电场的功率质量和电压质量。

而在智能化控制方面，采用先进的电力电子技术对风力发电机部分进行控制和优化，可以有效改善风电场的电能质量。

风电场的电能质量优化研究中，需要关注的关键技术包括以下几个方面：1. 风电场的功率质量控制技术：该技术主要涉及对风电场的有功功率和无功功率进行控制，保证风电场在运行过程中的功率质量指标满足电网的要求。

2. 风电场的电压质量改善技术：该技术主要涉及对风电场的电压进行控制和优化，保证风电场在运行过程中的电压稳定性、频率准确性和电压质量指标满足电网的要求。

3. 风电场的谐波抑制技术：由于风电场的电力电子设备和非线性负载的存在，会引入大量的谐波污染。

风电场电能质量测试

风电场电能质量测试方法目录前言 (3)1 范围 (4)2 规范性引用文件 (4)3 术语和定义 (4)4 测试条件 (4)5 测试项目 (4)5.1 闪变 (4)5.2 谐波和间谐波 (4)6 测试设备 (4)6.1 电压互感器 (4)6.2 电流互感器 (5)6.3 数据采集系统 (5)6.4 谐波测量 (5)7 测试方法 (5)7.1 闪变 (5)7.2 谐波和间谐波 (5)8 测试结果评价 (5)8.1 闪变 (5)8.2 谐波和间谐波 (5)8.3 风电场运行频率 (6)附录 A (7)参考文献 (8)前言根据“国家发展改革委办公厅关于印发2008年行业标准项目计划的通知（发改办工艺（2008）12412号）”的安排，编制风电场电能质量测试方法。

本标准参考的编制见正文中的“规范性引用文件”。

本标准的主要内容包括风电场电能质量测试的基本要求、测试项目、测试设备、测试方法和测试结果的评价。

本标准的附录A为资料性附录。

本标准由中国电力企业联合会提出。

本标准由能源行业风电标准化技术委员会归口。

本标准主要起草单位：中国电力科学研究院。

本标准主要起草人：李庆，秦世耀，王瑞明，沉默子，王伟胜，刘纯，王伟，张利1 范围本标准规定了风电场电能质量测试的基本要求、测试项目、测试设备、测试方法和测试结果的评价。

本标准适用于通过110（66）kV及以上电压等级线路接入电网的装机容量大于40MW的风电场。

其它的风电场，可以参照执行。

2 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，仅所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 1207 电磁式电压互感器GB 1208 电流互感器GB/T 2900.53-2001 电工术语风力发电机组GB/T 12326 电能质量电压波动和闪变GB/T 14549 电能质量公用电网谐波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波、谐间波的测量和测量仪器导则GB/T 24337 电能质量公用电网简谐波3 术语和定义下列术语和定义适用于本标准。

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风电场电能质量测试
方法
目录
前言 (3)
1 范围 (4)
2 规范性引用文件 (4)
3 术语和定义 (4)
4 测试条件 (4)
5 测试项目 (4)
5.1 闪变 (4)
5.2 谐波和间谐波 (4)
6 测试设备 (4)
6.1 电压互感器 (4)
6.2 电流互感器 (5)
6.3 数据采集系统 (5)
6.4 谐波测量 (5)
7 测试方法 (5)
7.1 闪变 (5)
7.2 谐波和间谐波 (5)
8 测试结果评价 (5)
8.1 闪变 (5)
8.2 谐波和间谐波 (5)
8.3 风电场运行频率 (6)
附录 A (7)
参考文献 (8)
前言
根据“国家发展改革委办公厅关于印发2008年行业标准项目计划的通知（发改办工艺（2008）12412号）”的安排，编制风电场电能质量测试方法。

本标准参考的编制见正文中的“规范性引用文件”。

本标准的主要内容包括风电场电能质量测试的基本要求、测试项目、测试设备、测试方法和测试结果的评价。

本标准的附录A为资料性附录。

本标准由中国电力企业联合会提出。

本标准由能源行业风电标准化技术委员会归口。

本标准主要起草单位：中国电力科学研究院。

本标准主要起草人：李庆，秦世耀，王瑞明，沉默子，王伟胜，刘纯，王伟，张利
1 范围
本标准规定了风电场电能质量测试的基本要求、测试项目、测试设备、测试方法和测试结果的评价。

本标准适用于通过110（66）kV及以上电压等级线路接入电网的装机容量大于40MW的风电场。

其它的风电场，可以参照执行。

2 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，仅所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 1207 电磁式电压互感器
GB 1208 电流互感器
GB/T 2900.53-2001 电工术语风力发电机组
GB/T 12326 电能质量电压波动和闪变
GB/T 14549 电能质量公用电网谐波
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波、谐间波的测量和测量仪器导则
GB/T 24337 电能质量公用电网简谐波
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本标准。

3.1
风电场wind farm, wind power plant
由一批风力发电机组或风力发电机组群（包括机组单元变压器）、惠及线路、住升压变压器及其它设备组成的电站。

本标准采用的气体术语和定义参见GB/T 2900.53-2001
4 测试条件
测试期间，风电场实际运行容量应大于风电场额定容量的95%。

测试期间，风电场实际并网的状况不应变化。

5 测试项目
5.1 闪变
测试风电场在连续运行时产生的长时间闪变值。

5.2 谐波和间谐波
风电场内风电机组全部停机时，测试背景电压总谐波畸变率、各次谐波电压和简谐波电压。

由采用带电力电子变换器的风电机组组成的风电场正常运行时，应测试风电场引用的谐波电流和简谐波电压。

6 测试设备
6.1 电压互感器
电压互感器的准确度等级至少为1级，执行标准为GB1207。

6.2 电流互感器
电流互感器的准确度等级至少为1级，执行标准为GB1208。

6.3 数据采集系统
数据采集系统用来采集、存储和计算测试过程中的所有数据，其中三相电压、三相电力通道采样频率不低于5kHz ，分辨率不低于12bit 。

6.4 谐波测量
谐波测量设备应符合GB/T 17626.7的要求。

电压互感器和电流互感器的频率响应范围应能满足谐波和同谐波测量的要求。

7 测试方法
7.1 闪变
风电场参数的闪变按如下方法测试：
a ）测试组风电场连续运行情况下进行。

b ）风电场正常运行时，以不低于5kHz 的频率采集并网点电压和电流序列u (t)和i (t)，输出功率从2至额定功率的100%，以10%的额定功率为区间，每个功率区间、没响应知识采集风电场并网点5个10min 设计序列瞬时电压和瞬时电流值的测量值，功率测试结果为10min 平均值。

c ）将u (t)输入到与GB/T 12326和一致的闪变算法，球场对于每一个10min 暑假计划的短时间闪变值P st 。

根据GB/T 12326长时间闪变值P 1t ，以最大长时间闪变值P 1t 为风电场投入运行时的长时间闪变值P lt1。

d ）风电场停运时，测量电网的背景长时间闪变值P lt0，周期为24h ；根据式
（1）技术风电场单独引起的长时间闪变值P lt2。

330312lt lt LT P P P -=...........................................（1）式中：
7.2 谐波和间谐波
风电场引起的谐波电流和间谐波电压按如下方法测试：
a ）在风电场停运是测量并网点的电压总谐波畸变率、各次谐波电压和间谐波电压，测试周期为24h 。

b ）风电场正常运行时，输出管理性0至额定功率的100%，以10%的额定功率为区间，每个功率区间、每相应至少手机风电场并网点的5个10min 时间序列瞬时电流测量值和电压测量值，功率测试结果为10min 平均值。

c ）对于美国10min 数据集暗中GB/T 17626.7标准计算谐波电流和间谐波电压。

d ）给出风电场引起的谐波电流、电流总谐波畸变率和间谐波电压的最大值。

8 测试结果评价
8.1 闪变
风电场在并网点引起的闪变评价按照GB/Y 12326执行。

8.2 谐波和间谐波
风电场在并网点引起的谐波电流评价按照GB/T 14549执行；间谐波电压评价按照GB/T 24337执行。

8.3 风电场运行频率
风电场的全部风电机组应满足电网频率变化范围的要求。

风电场运行频率范围验证通过测试风电机组的频率特性进行。

附录 A
（资料性附录）
报告格式
A.1 风电场描述
风电场所处位置，装机容量，风电机组构成，电位连接状况（包括电压等级、频率、电压和频率允许的偏差范围等）。

A.2 测试设备描述
设备型号，数目，校准和简单说明等。

A.3 测试程序描述
测试条件，采样频率，平均时间，测试周期。

测试日志记录测试期间风电场的重要事件，比如风电机组的检修和维护等。

A.4 闪变
给出风电场单独引起的长时间闪变值。

A.5 谐波和间谐波
分别给出背景电压总谐波即便利和各次谐波电压，以及风电场引起的谐波电流、电力总谐波畸变率和间谐波电压的最大值。

参考文献
[1]IEC 61400-21:2008, Measurement and assessment of power quality characteristics of grid connected wind turbines。