风电场中防孤岛保护装置和低电压穿越功能怎么配合

 

 

       低电压穿越对应的是高电压穿越，它指的是当电网电压因故障（如短路、雷击、大负荷投切等）发生瞬时跌落时，发电设备（如风机、光伏逆变器）能够“穿越”这段低电压时期而不脱离电网，并在电压恢复后继续正常运行的能力。因为电网瞬间故障时，若大量新能源机组集体脱网，会加剧电网功率缺额，导致更大范围停电甚至崩溃。LVRT 强制要求发电设备“扛住”短时电压跌落，维持电网功率平衡。

       低电压穿越要求发电设备持续并网可为电网提供无功功率，辅助系统电压恢复（部分标准要求故障期间输出无功电流）。

 

 

a）基本要求

       风电场应具备故障穿越能力，包括低电压穿越能力、高电压穿越能力、连续穿越能力，在电压考核范围内，风电场内的风电机组应保证不脱网连续运行。风电场内无功补偿等其他设备在故障期间不恶化电网故障水平。

 

 

       风电场并网点电压跌至标称电压的20%时，风电场内的风电机组应保证不脱网连续运行625ms。

       风电场并网点电压在发生跌落后2s内能够恢复到标称电压的90%时，风电场内的风电机组应保证不脱网连续运行。

       电力系统发生不同类型故障时，若风电场并网点考核电压全部在图1中电压轮廓线及以上的区域内，风电机组应保证不脱网连续运行；否则，允许风电机组切出。

 

图1  风电场低电压穿越要求

 

       当电力系统发生短路故障，并网点电压正序分量一直高于标称电压的80％时，风电场应保持正常运行时的有功和无功电流控制模式。

       当电力系统发生三相短路故障时，并网点电压正序分量低于标称电压的80％时，风电场应具有动态无功支撑能力。电压跌落期间，风电场向电力系统输出无功电流应为电压跌落前正常运行时的输出无功电流与动态无功电流增量之和，风电场无功电流的最大输出能力应不低于风电场额定电流的1.05倍。自并网点电压跌落时刻起，风电场动态无功电流上升时间不大于60ms，自并网点电压恢复至标称电压90%以上的时刻起，风电场应在40ms内退出动态无功电流增量。

       当电力系统发生不对称短路故障，风电场在低电压穿越过程中应具有动态无功支撑能力。当并网点电压正序分量在标称电压的60%～80％时，风电场应能向电网注入正序动态无功电流支撑正序电压的恢复，从电网吸收负序动态无功电流抑制负序电压升高。当并网点电压正序分量小于标称电压的60%时，风电场应根据风电机组的实际控制能力以及风电场所接入电网的实际条件，在不助增并网点电压不平衡度的前提下，向电网注入合适的正序动态无功电流及从电网吸收合适的负序动态无功电流。电压跌落期间，风电场向电力系统输出无功电流应为电压跌落前输出无功电流与正序动态无功电流增量之和，风电场无功电流的最大输出能力应不低于风电场额定电流的1.05倍。

       对电力系统故障期间没有切出的风电场，其有功功率在故障清除后应快速恢复，自故障清除时刻开始，以至少每秒20%装机容量的功率变化率恢复至故障前的值。

 

 

       风电场并网点电压升高至标称电压的125%～130%之间时,风电场内的风电机组应保证不脱网连续运行500ms；风电场并网点电压升高至标称电压的120%～125%之间,风电场内的风电机组应保证不脱网连续运行1s；风电场并网点电压升高至标称电压的110%～120%之间时,风电场内的风电机组应保证不脱网连续运行10s。

 

图2  风电场高电压穿越要求

 

       当风电场并网点三相电压同时升高时,风电场在高电压穿越过程中应具有动态无功支撑能力。

       当并网点电压正序分量在标称电压的110%～130%之间时,风电场应能够通过从电力系统主动吸收动态无功电流支撑电压恢复。并网点电压升高期间，风电场向电力系统输出无功电流应为并网点电压升高前输出无功电流与动态无功电流增量之差，风电场无功电流的最大输出能力不低于风电场额定电流的1.05倍。自并网点电压升高出现时刻起，风电场动态无功电流上升时间不大于40ms，自并网点电压恢复至标称电压110%以下的时刻起，风电场应在40ms内退出主动提供的动态无功电流增量。

       风电场并网点电压升高期间，在满足动态无功电流支撑能力的前提下，风电场应具备有功控制能力。风电场输出有功功率应结合当前风速情况执行当前的电力系统调度机构指令，若无调度指令，输出实际风况对应的有功功率。风电场最大输出电流能力应不低于风电场额定电流的1.05倍。

 

 

风电场自低电压阶段快速过渡至高电压阶段，风电场并网点电压在图6.1-3阴影所示轮廓线内，风电场内的风电机组应保证不脱网连续运行。风电场应能够至少承受连续两次如图6.6-3所示的风电场低-高电压穿越。对需要风电场实现低-高电压穿越要求的地区，低压阶段时间、过渡阶段时间、高压阶段时间以及两次连续穿越时间间隔等，应根据电力系统实际需要确定。

 

图3  风电场低－高电压穿越要求

 

 

       风电场应具备一定的耐受电网电压异常及频率异常的能力，在相应的电压及频率异常范围内，风电场应能保持正常运行一定时间。风电场内的风电机组在低短路比时应能保持正常连续运行。

 

 

       当并网点电压在标称电压的90%～110%之间时，风电机组应能正常运行；当并网点电压低于标称电压的90%或超过标称电压的110%时，风电场应能按照规定的低电压和高电压穿越的要求运行。

       当风电场并网点的闪变值满足GB/T 12326、谐波值满足GB/T 14549、三相电压不平衡度满足GB/T 15543的相关规定时，风电场内的风电机组应能正常运行。

 

 

 

 

 

 

       风电场内的风电机组在低短路比时应能保持正常连续运行。

       风电场近区交流电网中装设有串联补充装置、直流换流站，或者风电场短路比较低的情况下，应按照GB 38755、DL/T 1870 要求，开展风电场并网次/超同步振荡分析及防控措施专题研究。