NB-T31054-2014风电机组电网适应性测试规程

ICS27.180

F11

备案号:47851-2015

中华人民共和国能源行业标准

NB/T31054-2014

凤电机组电网适应性测试规程

Testprocedureofwindturbinegridadaptability

2014-10一15发布2015-03-01实施

国家能源局发布

NB/T31054-2014

目IJ昌

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。

本标准起草单位:中国电力科学研究院、东方电气集团东方汽轮机有限公司、深圳市禾望电气有限

公司。

本标准主要起草人:秦世耀、李少林、王瑞明、李庆、王兵、陈晨、孙勇、张利、郑大周、樊熠、

张金平、贺敬、张元栋、张梅、王莹莹、盛小军、韩玉。

本标准在执行过程中的意见或建议反馈至中国电力企业联合会标准化管理中心(北京市臼广路二条

一号，100761)。

11

NB/T31054-2014

风电机组电网适应性测试规程

1范围

本标准规定了风电机组电网适应性测试的测试内容、测试设备、测试程序和测试数据。

本标准适用于并网型风电机组。

2规范性引用文件

/1"'"""

t,.~.\..--r-_,....1_.Lt....r--tt::::J，~，~r---1'"'-+H.l..L...~.r-r1--.l....-

下列文件对于本文件的应匍是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅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)适月3于本文牛。

GB/T12325电能质量使电电F偏飞

GB/T12326电能质量电压波动和闪变

GB/T阳9电能质量公用丰网谐波

GB/T15543电能质量三相电压不平衡

GB/T19963列电场接入电力系统技术规定

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

风电机组电网适应性gridadaptabilityofwind-turbine

风电机组在电网电压偏差、频率偏差、三相电压不平衡、电压波动和闪茂、谐波电压情况下的响应

特性。

3.2

测试点testpoint

电压或频率变化的产生点，切电网扰动发生装置与风电机组升k变压器的;在接点。

3.3

空载测试no-loadtestin

风电机组与电网断开的印机测试装罩在测试点产生屯在或频率变化的测试。

3.4

负载测试on-loadtesting

风电机组并网运行的情况下，测试装置在测试点产生电压或频率变化的测试。

4总则

4.1风电机组电网适应性依据GB/T19963的规定，包括电压偏差适应性、频率偏差适应性、三相电压

不平衡适应性、闪变适应性和谐波电压适应性。

4.2测试结果仅对特定配置的被测风电机组有效。其他机组配置，包括改变控制参数会导致测试结果

发生变化，需要另行评估。

NB/T31054-2014

5测试内容

5.1电压偏差适应性

利用测试装置在测试点产生要求的电压偏差，当测试点的供电电压偏差在GB厅12325规定的限值

范围内时，风电机组应能正常运行。风电机组电压偏差适应性测试内容见表10

表1风电机组电压偏差适应性测试内容

电压设定值持续时间

p.u.mm

0.9030

0.9510

1.0510

1.1030

5.2频率偏差适应性

利用测试装置在测试点产生要求的频率偏差，当测试点的供电频率在GB/T19963要求的运行范围

内时，风电机组应能正常运行。风电机组频率偏差适应性测试内容见表2。

表2风电机组频率偏差适应性测试内容

频率范围频率设定值持续时间

HzHzmm

低于48允许运行的最低频率5

48"'_"49.54830

49.530

49.5,.._..50.2

50.230

允许运行的最高频率5

高于50.2

当电网频率高于50.2Hz时，在风电机组停机状态下启动风电机组，测试风

电机组是否能够并网

5.3三相电压不平衡适应性

5.3.1本规程规定的三相电压不平衡为负序电压不平衡。

5.3.2利用测试装置在测试点产生要求的三相电压不平衡，当测试点的三相电压不平衡度在GB/T

15543规定的限值范围内时，风电机组应能正常运行。风电机组三相电压不平衡适应性测试内容见表3。

表3风电机组三相电压不平衡适应性测试内容

三相电压不平衡度设定值持续时间

%mm

2.030

4.0

2

NB/T31054-2014

5.4闪变适应性

5.4.1利用测试装置在测试点产生要求的电压波动和闪变，当测试点的闪变值在GB/T12326规定的限

值范围内时，风电机组应能正常运行。

5.4.2风电机组闪变适应性测试内容参照GB/T12326的规定，当测试点标称电压小于或等于110kV时，

确保测试点长时间闪变值P1t不小于1;当测试点标称电压大于110kV时，确保测试点长时间闪变值P1t

不小于0.8。风电机组闪变适应性测试内容见表40

表4风电机组闪变适应性测试内容

电压等级持续时间

长时间闪变值P

kV1tmm

运1101.010

>1100.810

5.5谐波电压适应性

5.5.1利用测试装置在测试点产生要求的谐波，当测试点的谐波电压在GB/T14549规定的限值范围内

时，风电机组应能正常运行。

5.5.2风电机组谐波电压适应性测试内容参照GB/T14549的规定，分别以电压总谐波畸变率、各次谐

波电压含有率进行考核:

a)以电压总谐波畸变率考核，利用测试装置设置奇、偶次谐波组合，设置电压总谐波畸变率，这

种谐波组合下测试时间至少持续10min。

b)以各次电压谐波含有率考核，利用测试装置设置奇次谐波含有率，各次谐波下测试时间至少持

续2min。

c)以各次电压谐波含有率考核，利用测试装置设置偶次谐波含有率，各次谐波下测试时间至少持

续2min。

6测试设备

6.1测试装置

6.1.1利用测试装置产生电压偏差、频率偏差、三相电压不平衡、电压波动和闪变、谐波电压，为电网适

应性测试提供条件，风电机组电网适应性测试的测试点位于风电机组升压变压器的高压侧。测试时可采用如

图1所示的测试装置，该装置主要由低频扰动装置和高频扰动装置组成，其中低频扰动装置可产生测试要求

的电压偏差、频率偏差、三相电压不平衡、电压波动和闪变，高频扰动装置可产生测试要求的谐波电压。

6.1.2测试报告中应有关于测试装置的详细说明。

低频扰动装置

高频扰动装置

L_________________________J

图1测试装置示意图

3

NB/T31054-2014

6.1.3测试装置的运行条件和主要技术指标应满足:

a)测试装置的额定容量不小于被测风电机组的额定容量。

b)测试装置接入电网产生的影响应在国家标准允许的范围内。

c)测试装置进行空载测试时输出的电压偏差、频率偏差、三相电压不平衡、电压波动和闪变及谐

波电压等性能指标与负载测试时的最大允许偏差见表5。

d)电压偏差调节范围不小于5.1节规定的电压偏差范围，电压输出步长小于或等于1%马(马为

输出点额定电压)。

e)频率偏差调节范围不小于5.2节规定的频率偏差范围，频率输出步长小于或等于0.1Hz。

f)三相电压不平衡度不小于5.3节规定的三相电压不平衡度范围，且幅值或相位可调，三相电压

不平衡度输出步长小于或等于0.1%。

g)电压闪变输出能力应覆盖5.4节规定的测试内容。

h)谐波电压输出能力应覆盖5.5节规定的测试内容。

表5风电机组电网适应性测试装置空载与负载测试输出性能指标最大允许偏差

序号测试内容性能指标最大允许偏差

电压偏差适应性线电压有效值::!::l%U卢

2频率偏差适应性频率::!::O.lHz

3三相电压不平衡适应性三相电压不平衡度::!::0.5%

4闪变适应性短时间闪变值Pst::!::0.5

5谐波电压适应性电压总谐波畸变率::!::0.5%

6.2测量设备

6.2.1测量设备包括电压互感器、电流互感器、数据采集系统等设备。

6.2.2数据采集系统用于测试数据的记录、计算及保存。测量设备每个通道采样率最小为6.4挝-Iz，分

辨率至少为16bit。表6为测量设备精度的最低要求。

6.2.3风速由风电机组机舱风速计提供，更新频率不小于1Hz。

表6风电机组电网适应性测试中测量设备精度要求

测量设备准确度等级

电压互感器0.5级

电流互感器0.5级

数据采集系统0.2级

7测试程序

7.1空载测试

7.1.1电压偏差适应性

在风电机组与电网断开的情况下，调节测试装置输出电压从0.9p.u.至1.1p.u.，电压调整的步长为额

定电压的1%，每个步长应至少持续缸，记录每次调整时电压实测值和对应的调整参数。

4

NB/T31054-2014

7.1.2频率偏差适应性

在风电机组与电网断开的情况下，调节测试装置输出频率从机组允许运行的最低频率至最高频率，

频率调整的步长为O.1Hz，每个步长应至少持续缸，记录每次调整时频率实测值和对应的调整参数。

7.1.3三相电压不平衡适应性

在风电机组与电网断开的情况下，通过调整电压幅值或相位使三相电压不平衡度至指定值，符合5.3

节三相电压不平衡适应性测试内容要求，记录每次调整时三相电压不平衡度实测值和对应的调整参数。

7.1.4闪变适应性

7.1.5谐波电压适应性

在风电机组与电网断开的情况下，调节测试装置输出电压总谐波畸变率和各次谐波电压含有率至指

定值，符合5.5节谐波电压适应性测试内容要求，分别记录每吹调整时电压总谐波畸变率及各次谐波电

压含有率实测值和对应的调整参数。

7.2负载测试

7.2.1电压偏差适应性

测试时各电压漳定值对应的调整参数应与空载测适时保持一致。风电机组设定为单位功率因数控

制，测试过程中风唱机组平均有功功率输出应在额定功率的10%以上。测试时采用以下步骤:

a)在额定频率像件下保持风电机组正需主行，调节测试装置从额定电ffi开始，以额定电压的1%

为步长逐步升高电压，每个步长应至少持续1卢--208，当电压升至1.05p.u.时'1该点测试持续时间不

小于10min;继续以额定电压的1%为步长逐步升高电压，每个步长应窒少持续208，当电压升

.~l':t.}"f'\'I~

至1.10p札时，该点测试持续时间不小于30min。测试过程中，若风电机组脱网，记录测试持

续时间和风电机组脱网时间。

b)在额定频率条件下保持风电机组正常运行，调节测试装置从额定电压开始以额定电压的1%为

步长逐步降低电压，每个步长应至少持续208，当电压降到均.1::1时，该点测试持续时间不小

于10min;继续以额飞电压的1%为步长逐步降低电压，每个步长应至少持续208，当电压降至

0.90p.u时，该点测试持续时间不怀3-Q咄...O~测试远程中，_差风电机组脱网，记录测试持续时

间和风电机组脱网时间。

c)参照附录表A.6记录测试结果。

7.2.2频率偏差适应性

测试时各频率设定值对应的调整参数应与空载测试时保持一致。风电机组设定为单位功率因数控

制，测试过程中风电机组平均有功功率输出应在额定功率的10%以上。测试时采用以下步骤:

a)在额定电压条件下保持风电机组正常运行，调节测试装置从额定频率开始以O.lHz为步长逐步

升高频率，每个步长应至少持续208，当频率升至50.2Hz时，该点测试持续时间不小于30min;

继续以O.lHz为步长逐步升高频率，每个步长应至少持续208，当频率升至机组允许运行的最

高频率时，该点测试持续时间不小于5min。测试过程中，若风电机组脱网，记录测试持续时

间和风电机组脱网时间。

5

NB/T31054-2014

b)在额定电压条件下保持风电机组正常运行，调节测试装置从额定频率开始以O.lHz为步长逐步

降低频率，每个步长应至少持续208，当频率降至49.5Hz时，该点测试持续时间不小于30min;

继续以O.lHz为步长逐步降低频率，每个步长应至少持续208，当频率降至48Hz时，该点测试

持续时间不小于30min;继续以O.lHz为步长逐步降低频率，每个步长应至少持续208，当频

率降至风电机组允许运行的最低频率时，该点测试持续时间不小于5min。测试过程中，若风

电机组脱网，记录测试持续时间和风电机组脱网时间。

c)在额定电压条件下，调节测试装置输出频率为50.3匾，在风电机组停机状态下启动风电机组，

测试风电机组是否能够并网。

d)参照附录表A.7记录测试结果。

7.2.3三相电压不平衡适应性

测试时三相电压不平衡度设定值对应的调整参数应与空载测试时保持一致。风电机组设定为单位功

率因数控制，测试过程中风电机组平均有功功率输出应在额定功率的50%以上。测试时采用以下步骤:

a)在额定电压和额定频率条件下保持风电机组正常运行，调节测试装置使其输出负序电压不平衡

度为2.0%，该点测试持续时间不小于30min;继续调节测试装置使其输出负序电压不平衡度为

4.0%，该点测试持续时间不小于lmin。测试过程中，若风电机组脱网，记录测试持续时间和

风电机组脱网时间。

b)参照附录表A.8记录测试结果。

7.2.4闪变适应性

测试时闪变设定值对应的调整参数应与空载测试时保持一致。风电机组设定为单位功率因数控制，

测试过程中风电机组平均有功功率输出应在额定功率的30%以上。测试时采用以下步骤:

a)在额定电压和额定频率条件下保持机组正常运行，设定与空载测试时相同的调整参数，持续

10min后若风电机组未脱网则停止测试;若风电机组脱网，记录测试持续时间和风电机组脱网

时间。

b)参照附录表A.9记录测试结果。

7.2.5谐波电压适应性

测试时电压总谐波畸变率和各次谐波电压含有率对应的调整参数应与空载测试时保持一致。风电机

组设定为单位功率因数控制，测试过程中风电机组平均有功功率输出应在额定功率的30%以上。测试时

采用以下步骤:

a)在额定电压和额定频率条件下保持机组正常运行。

b)设定调整参数为空载测试时电压总谐波畸变率设定值所对应的调整参数，持续10min后若风电

机组未脱网则停止测试:若风电机组脱网，记录测试持续时间和风电机组脱网时间。

c)恢复电压和频率为额定条件并保持机组正常运行，设置调整参数为空载测试时第3次谐波含有

率设定值所对应的调整参数，持续2min后若风电机组未脱网则停止测试;若风电机组脱网，

记录测试持续时间和风电机组脱网时间。

d)奇次谐波电压适应性测试方法与第c)步相同。

的恢复电压和频率为额定条件并保持机组正常运行，设置调整参数为空载测试时第2次谐波含有

率设定值所对应的调整参数，持续2min后若风电机组未脱网则停止测试:若风电机组脱网，

记录测试持续时间和风电机组脱网时间。

f)偶次谐波电压适应性测试方法与第e)步相同。

g)参照附录表A.I0、表A.ll、表A.12记录测试结果。

6

NB/T31054-2014

8测试数据

8.1测试记录数据

在开展各项测试前，应确保风电机组处于正常运行状态。测试过程中应采集并记录风电机组连续运

行状态下的数据，至少包括以下基本测试数据:

a)风电机组升压变压器高压侧三相电压、电流。

b)风电机组升压变压器低压侧三相电压、电流。

c)测试时间及风电机组的运行状态。

d)轮毅高度处风速。

8.2计算参数指标

8.2.1对应不同的测试内容，根据基础测试数据至少计算得到以下参数指标:

a)电压偏差适应性测试，计算线电压全波有效值。

b)频率偏差适应性测试，计算频率值。

c)三相电压不平衡适应性测试，计算三相电压不平衡度、电流不平衡度。

d)闪变适应性测试，计算相电压短时间闪变值Pst。

e)谐波电压适应性，计算相电压总谐波畸变率和各次谐波电压含有率。

8.2.2以上计算参数指标内容应由图表方式给出，测试报告中应给出测试结果汇总信息，测试报告格式

见附录A。

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NB/T31054-2014

附录A

〈资料性附录〉

报告格式样本

A.1测试基本信息

A.1.1测试项目基本信息见表A.l。

表A.1测试项目基本信息

风电机组制造商名称

风电机组型号

风电机组序列号

风电场名称

测试机构名称

测试地点

测试周期

测试标准

报告编号

A.1.2风电机组基本信息见表A.2。

表A.2凤电机组基本信息

风电机组类型

叶片数目

风轮直径

m

轮毅高度

m

叶片控制(变桨/失速)

速度控制(定速/变速〉

额定功率

kW

额定风速

m/s

额定视在功率

kVA

额定电流

A

额定电压

V

额定频率

Hz

8

NB/T31054-2014

A.1.3风电机组主要零部件信息见表A.3。

表A.3风电机组主要零部件信息

部件名称制造商类型型号序列号软件版本号

发电机

变流器

主控系统

变桨系统

叶片

与电网适应性相关的其他部件

A.1.4

A.1.5

测试条件描述

测试设备描述

测量及分析软件描述

测试内容

测试设备校准证书

报告中参数、符号说明

报告编写、审核及批准信息

报告签发日期

9

NB/T31054-2014

A.2测试结果

A.2.1电压偏差适应性测试结果汇总见表A.6

表A.6电压偏差适应性测试结果汇总表

电压幅值设定值电压幅值测量值实际运行时间要求运行时间风电机组是否

p.u.p.u.mmmm连续并网运行

0.90

0.95

1.05

1.10

A.2.2频率偏差适应性测试结果汇总见表A.7

表A.7频率偏差适应性测试结果汇总表

频率范围频率设定值频率测量值实际运行时间要求运行时间风电机组是否

HzHzHzmmmm连续并网运行

机组允许运行的

低于48

最低频率

48----49.548

49.5

49.5----50.2

50.2

机组允许运行的

高于50.2

最高频率

A.2.3三相电压不平衡适应性测试结果汇总见表A.8

表A.8三相电压不平衡适应性测试结果汇总表

三相负序电压=相负序电压三相负序电流

实际运行时间要求运行时间风电机组是否

不平衡度设定值不平衡度测量值不平衡度测量

mmmm连续并网运行

%%%

2.0

4.0

A.2.4闪变适应性测试结果汇总见表A.9

表A.9闪变适应性测试结果汇总表

要求…的时同

实际运行时间风电机组是否

长时间闪变值Plt设定值短时间闪变值Pst测量值

mmm连续并网运行

10

NB/T31054-2014

A.2.5谐波适应性

A.2.5.1组合次谐波适应性测试结果汇总见表A.I0。

表A.10组合次谐波适应性测试结果汇总表

电压总谐波畸电压总谐波畸

谐波设定值实际运行时间要求运行时间风电机组是否

变率理论值变率测量值

次数%mmmm连续并网运行

%%

注:测试时，设置总谐波畸变率35kV为3%，10kV为4%。

A.2.5.2奇次谐波适应性测试结果汇总见表A.ll。

表A.11奇次谐波适应性测试结果汇总表

谐波含有率谐波含有率

谐波实际运行时间要求运行时间风电机组是否正常

设定值测量值

次数口un自卫n并网运行

%%

3

5

7

9

11

13

15

17

19

21

23

25

注:测试时，分别设置各次谐波电压含有率，其他各次谐波电压含有率均设置为零。

11

NB/T31054-2014

A.2.5.3偶次谐波适应性测试结果汇总见表A.12。

表A.12偶次谐波适应性测试结果汇总表

谐波含有率谐波含有率

谐波实际运行时间要求运行时间风电机组是否正常

设定值测量值

次数mmmm并网运行

%%

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

注:测试时，分别设置各次谐波电压含有率，其他各次谐波电压含有率均设置为零。

12

NB/T31054-2014

参考文献

[1]IEC61000-4-30Electromagneticcompatibility(EMC)-Part4-30:Testingandmeasurement

techniques_Powerqualitymeasurementmethods.

13

NB/T31054-2014

目次

前言…·………………………….II

l范围………

2规范性引用文件……..

3术语和定义........……......

4总则………

5测试内容……………………..2

5.1电压偏差适应性…………….2

5.2频率偏差适应性……..……………………..2

日三相电压不平衡适应性………………..……2

5.4闪变适应性……………......………………3

5.5谐波电压适应性…………….3

6测试设备……………………..3

6.1测试装置……………………3

6.2测量设备…………..……….4

7测试程序……………………..4

7.1空载测试……………………4

7.2负载测试………………·…………………..5

8测试数据……………………..7

8.1测试记录数据………………7

8.2计算参数指标………………7

附录A(资料性附录)报告格式样本………………………..8

参考文献………………………..13

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风电机组电网适应性测试规程

1范围

本标准规定了风电机组电网适应性测试的测试内容、测试设备、测试程序和测试数据。

本标准适用于并网型风电机组。

2规范性引用文件

/1"'"""

t,.~.\..--r-_,....1_.Lt....r--tt::::J，~，~r---1'"'-+H.l..L...~.r-r1--.l....-

下列文件对于本文件的应匍是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅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)适月3于本文牛。

GB/T12325电能质量使电电F偏飞

GB/T12326电能质量电压波动和闪变

GB/T阳9电能质量公用丰网谐波

GB/T15543电能质量三相电压不平衡

GB/T19963列电场接入电力系统技术规定

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

风电机组电网适应性gridadaptabilityofwind-turbine

风电机组在电网电压偏差、频率偏差、三相电压不平衡、电压波动和闪茂、谐波电压情况下的响应

特性。

3.2

测试点testpoint

电压或频率变化的产生点，切电网扰动发生装置与风电机组升k变压器的;在接点。

3.3

空载测试no-loadtestin

风电机组与电网断开的印机测试装罩在测试点产生屯在或频率变化的测试。

3.4

负载测试on-loadtesting

风电机组并网运行的情况下，测试装置在测试点产生电压或频率变化的测试。

4总则

4.1风电机组电网适应性依据GB/T19963的规定，包括电压偏差适应性、频率偏差适应性、三相电压

不平衡适应性、闪变适应性和谐波电压适应性。

4.2测试结果仅对特定配置的被测风电机组有效。其他机组配置，包括改变控制参数会导致测试结果

发生变化，需要另行评估。

NB/T31054-2014

5测试内容

5.1电压偏差适应性

利用测试装置在测试点产生要求的电压偏差，当测试点的供电电压偏差在GB厅12325规定的限值

范围内时，风电机组应能正常运行。风电机组电压偏差适应性测试内容见表10

表1风电机组电压偏差适应性测试内容

电压设定值持续时间

p.u.mm

0.9030

0.9510

1.0510

1.1030

5.2频率偏差适应性

利用测试装置在测试点产生要求的频率偏差，当测试点的供电频率在GB/T19963要求的运行范围

内时，风电机组应能正常运行。风电机组频率偏差适应性测试内容见表2。

表2风电机组频率偏差适应性测试内容

频率范围频率设定值持续时间

HzHzmm

低于48允许运行的最低频率5

48"'_"49.54830

49.530

49.5,.._..50.2

50.230

允许运行的最高频率5

高于50.2

当电网频率高于50.2Hz时，在风电机组停机状态下启动风电机组，