2023風(fēng)電場(chǎng)一次調(diào)頻性能測(cè)試技術(shù)規(guī)范

Q/GDWXXXXX—XXXXII風(fēng)電場(chǎng)一次調(diào)頻性能測(cè)試技術(shù)規(guī)范 PAGE12Q/GDW05XXX—2012-1XXXX目??次目次 I1范圍 32規(guī)范性引用文件 33術(shù)語(yǔ)和定義 34符號(hào)、代號(hào)和縮略語(yǔ) 45測(cè)試目的 56主要技術(shù)指標(biāo) 57試驗(yàn)條件 58試驗(yàn)內(nèi)容 69測(cè)試要求和方法 610性能驗(yàn)收 8附錄A（資料性附錄）風(fēng)電場(chǎng)一次調(diào)頻測(cè)試時(shí)有功功率響應(yīng)曲線圖 9附錄B（資料性附錄）風(fēng)電場(chǎng)參與一次調(diào)頻控制的功率-頻率下垂特性曲線圖 10附錄C（資料性附錄）VSG系統(tǒng)頻率測(cè)量精度測(cè)試表 11附錄D（資料性附錄）風(fēng)電場(chǎng)一次調(diào)頻性能測(cè)試方法示意圖 12附錄E（資料性附錄）風(fēng)電場(chǎng)一次調(diào)頻控制技術(shù)性能測(cè)試數(shù)據(jù)記錄表 13風(fēng)電場(chǎng)一次調(diào)頻性能測(cè)試技術(shù)規(guī)范范圍本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)一次調(diào)頻性能測(cè)試的技術(shù)規(guī)范，包括技術(shù)要求、測(cè)試方法及性能指標(biāo)等。本標(biāo)準(zhǔn)適用于通過(guò)110（66）kV及以上電壓等級(jí)線路接入電力系統(tǒng)的風(fēng)力發(fā)電場(chǎng),其他類型機(jī)組可參照?qǐng)?zhí)行。規(guī)范性引用文件下列文件對(duì)于本標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本標(biāo)準(zhǔn)。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本標(biāo)準(zhǔn)。GB/T18451.1-2012風(fēng)力發(fā)電機(jī)組設(shè)計(jì)要求GB/T19963-2011風(fēng)電場(chǎng)接入電力系統(tǒng)規(guī)定DL/T1870-2018電力系統(tǒng)網(wǎng)源協(xié)調(diào)技術(shù)規(guī)范NB/T31003-2011大型風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范NB/T31078-2016風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)性能評(píng)價(jià)方法術(shù)語(yǔ)和定義下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本標(biāo)準(zhǔn)。3.1 一次調(diào)頻primaryfrequencyregulation;PFR通過(guò)風(fēng)電場(chǎng)控制系統(tǒng)使風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)點(diǎn)輸出有功功率隨系統(tǒng)頻率而變動(dòng)。3.2 一次調(diào)頻死區(qū)deadbandofprimaryfrequencycompensation；DB風(fēng)電場(chǎng)參與系統(tǒng)一次調(diào)頻的動(dòng)作閾值，分為過(guò)頻死區(qū)和欠頻死區(qū)。3.3 一次調(diào)頻響應(yīng)滯后時(shí)間responsedelaytimeofprimaryfrequencycompensation;DT從系統(tǒng)頻率升高或降低超過(guò)一次調(diào)頻死區(qū)開(kāi)始，風(fēng)電機(jī)組實(shí)際輸出有功實(shí)測(cè)值按正確方向調(diào)節(jié)至10%偏差量的最短時(shí)間（Td）。（見(jiàn)附錄A）3.4 一次調(diào)頻穩(wěn)定時(shí)間從系統(tǒng)頻率升高或降低超過(guò)一次調(diào)頻死區(qū)開(kāi)始，風(fēng)電機(jī)組實(shí)際輸出有功實(shí)測(cè)值與有功目標(biāo)值之差始終不超出誤差帶的最短時(shí)間（Ts）。（見(jiàn)附錄A）3.5 風(fēng)電場(chǎng)有功功率控制誤差風(fēng)電場(chǎng)調(diào)節(jié)后有功功率與有功目標(biāo)調(diào)節(jié)值的差值，相對(duì)于機(jī)組額定功率的百分?jǐn)?shù)。（δ%）（見(jiàn)附錄A）3.6 靜態(tài)頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)系數(shù)風(fēng)電場(chǎng)的靜態(tài)頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)系數(shù)，即風(fēng)電場(chǎng)的單位調(diào)節(jié)功率，表達(dá)式如式（1）所示。（見(jiàn)附錄A）（1）式中：——風(fēng)電場(chǎng)初始有功功率，單位：kW；——風(fēng)電場(chǎng)調(diào)節(jié)后有功功率，單位：kW；——系統(tǒng)額定頻率，單位：Hz；——系統(tǒng)擾動(dòng)后頻率，單位：Hz；——頻率調(diào)節(jié)死區(qū)，單位：Hz。風(fēng)電場(chǎng)的靜態(tài)過(guò)頻調(diào)節(jié)效應(yīng)系數(shù)為；風(fēng)電場(chǎng)的靜態(tài)欠頻調(diào)節(jié)效應(yīng)系數(shù)為。3.7調(diào)差系數(shù)activepower-frequencyregulationcoefficient靜態(tài)頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)系數(shù)Kdroop(發(fā)電機(jī)的單位調(diào)節(jié)功率)的倒數(shù)標(biāo)幺后定義為機(jī)組的調(diào)差系數(shù)，一般以百分?jǐn)?shù)表示：符號(hào)、代號(hào)和縮略語(yǔ)下列符號(hào)、代號(hào)和縮略語(yǔ)適用于本標(biāo)準(zhǔn)。Kdroop靜態(tài)頻率調(diào)節(jié)系數(shù)Kdroop1欠頻調(diào)節(jié)系數(shù)Kdroop2過(guò)頻調(diào)節(jié)系數(shù) 頻率死區(qū)風(fēng)電機(jī)組并網(wǎng)點(diǎn)實(shí)際頻率 系統(tǒng)額定頻率P0 風(fēng)電場(chǎng)初始有功功率Pset 風(fēng)電場(chǎng)調(diào)節(jié)后有功功率Pn 風(fēng)電場(chǎng)額定功率SCADA：數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)（SupervisoryControlAndDataAcquisition）測(cè)試目的驗(yàn)證風(fēng)電場(chǎng)參與電網(wǎng)運(yùn)行的一次調(diào)頻功能，一次調(diào)頻性能能應(yīng)滿足本標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)要求，同時(shí)應(yīng)確認(rèn)風(fēng)電機(jī)組參與電網(wǎng)一次調(diào)頻時(shí)的調(diào)節(jié)安全。主要技術(shù)指標(biāo)調(diào)頻死區(qū)風(fēng)電場(chǎng)一次調(diào)頻死區(qū)宜不小于±0.067Hz，且過(guò)頻死區(qū)和欠頻死區(qū)應(yīng)能夠獨(dú)立設(shè)置，推薦值為±0.1Hz（見(jiàn)附錄B）。調(diào)差系數(shù)風(fēng)電場(chǎng)調(diào)差系數(shù)宜設(shè)置在2%～3%，且欠頻調(diào)差系數(shù)和過(guò)頻調(diào)差系數(shù)應(yīng)能夠獨(dú)立設(shè)置，推薦值為2%（見(jiàn)附錄B）。一次調(diào)頻有功調(diào)節(jié)幅度6.3.1風(fēng)電場(chǎng)一次調(diào)頻有功調(diào)節(jié)幅度宜不小于10%Pn，且過(guò)頻有功變化幅度和欠頻有功變化幅度應(yīng)能夠獨(dú)立設(shè)置，推薦值為10%Pn（見(jiàn)附錄B）。6.3.2當(dāng)風(fēng)電場(chǎng)的有功出力大于10%額定功率時(shí)，風(fēng)電場(chǎng)應(yīng)具備調(diào)節(jié)有功輸出并參與電網(wǎng)一次調(diào)頻的能力。6.3.3風(fēng)電場(chǎng)不得因一次調(diào)頻導(dǎo)致風(fēng)電機(jī)組脫網(wǎng)或者停機(jī)。頻率及數(shù)據(jù)采集裝置6.4.1數(shù)據(jù)采集裝置可采用風(fēng)電場(chǎng)監(jiān)控系統(tǒng)或獨(dú)立的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。6.4.2試驗(yàn)數(shù)據(jù)宜采用獨(dú)立的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，若使用風(fēng)電場(chǎng)監(jiān)控系統(tǒng)本身的數(shù)據(jù)收集功能，風(fēng)電場(chǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集周期須不大于100ms，且具備試驗(yàn)相關(guān)歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、查詢功能。6.4.3風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)點(diǎn)頻率檢測(cè)精度不大于0.002Hz，頻率采樣周期不大于100ms。動(dòng)態(tài)指標(biāo)6.5.1風(fēng)電場(chǎng)參與一次調(diào)頻的響應(yīng)滯后時(shí)間應(yīng)不大于2s；6.5.2風(fēng)電場(chǎng)參與一次調(diào)頻的穩(wěn)定時(shí)間應(yīng)不大于15s，有功功率控制誤差應(yīng)不超過(guò)±2%Pn；6.5.3風(fēng)電場(chǎng)參與一次調(diào)頻的有功響應(yīng)速度應(yīng)滿足：自頻率超出調(diào)頻死區(qū)開(kāi)始，至有功功率調(diào)節(jié)量達(dá)到75%目標(biāo)調(diào)節(jié)量的時(shí)間應(yīng)不大于5s，達(dá)到90%目標(biāo)調(diào)節(jié)量的時(shí)間應(yīng)不大于10s；6.5.5風(fēng)機(jī)采用轉(zhuǎn)子動(dòng)能控制方式時(shí)，有功功率提升10%Pn持續(xù)時(shí)間應(yīng)不大于10s，有功功率恢復(fù)過(guò)程中功率波動(dòng)值應(yīng)不大于20%Pn；6.5.6電網(wǎng)頻率恢復(fù)后，風(fēng)電場(chǎng)應(yīng)根據(jù)實(shí)際風(fēng)況（或有功指令值）輸出有功功率。試驗(yàn)條件7.1在一次調(diào)頻測(cè)試之前，風(fēng)電場(chǎng)所有投入運(yùn)行的風(fēng)電機(jī)組應(yīng)滿足GB/T19963的相關(guān)規(guī)定。7.2風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行的主要參數(shù)，譬如葉輪轉(zhuǎn)速、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速、變漿角度、機(jī)艙溫度、塔架振動(dòng)等運(yùn)行穩(wěn)定，安全鏈等無(wú)報(bào)警或異常。7.3風(fēng)電場(chǎng)退出AGC或有功功率遠(yuǎn)方控制方式。7.4測(cè)試點(diǎn)的短路容量至少應(yīng)為風(fēng)電機(jī)組額定容量的3倍；7.5風(fēng)電場(chǎng)有功出力大于10%Pn。7.6風(fēng)電場(chǎng)頻率采集裝置校驗(yàn)合格，并有相關(guān)的校驗(yàn)證書。試驗(yàn)內(nèi)容8.1頻率精度測(cè)試?yán)酶呔阮l率信號(hào)發(fā)生器，檢測(cè)風(fēng)電場(chǎng)參與一次調(diào)頻控制的頻率測(cè)量精度，頻率測(cè)量精度測(cè)試表見(jiàn)附錄C。8.2測(cè)試工況和頻率擾動(dòng)量選擇8.2.1試驗(yàn)工況點(diǎn)選擇應(yīng)能準(zhǔn)確反映風(fēng)電場(chǎng)的一次調(diào)頻特性，試驗(yàn)工況點(diǎn)應(yīng)不少于2個(gè)，至少應(yīng)包括：a）試驗(yàn)工況點(diǎn)1：0.2Pn≤P≤0.5Pn；b）試驗(yàn)工況點(diǎn)2：P≥0.8Pn。8.2.2驗(yàn)證風(fēng)電場(chǎng)實(shí)際有功出力在10%Pn以下時(shí)不參與一次調(diào)頻控制；8.2.3頻率擾動(dòng)量的選擇：a）在每個(gè)試驗(yàn)工況點(diǎn)，應(yīng)至少按照表1要求的頻率擾動(dòng)量進(jìn)行正負(fù)向頻率階躍擾動(dòng)試驗(yàn)各2次；b）在每個(gè)試驗(yàn)工況點(diǎn)，應(yīng)至少進(jìn)行正負(fù)向頻率曲線擾動(dòng)試驗(yàn)各1次；c）在每個(gè)試驗(yàn)工況點(diǎn)，應(yīng)至少進(jìn)行調(diào)頻功率調(diào)節(jié)上下限值的頻率階躍擾動(dòng)試驗(yàn)各1次；8.2.4頻率階躍擾動(dòng)變化的維持時(shí)間應(yīng)不小于30s。表1.頻率擾動(dòng)設(shè)定值參照表序號(hào)頻率設(shè)定值(Hz)持續(xù)時(shí)間(s)頻率變化波形149.7530249.8030349.8530449.9030549.93330649.9530750.0530850.06730950.10301050.15301150.20301250.253013上擾曲線/14下擾曲線/測(cè)試要求和方法測(cè)試要求9.1.1風(fēng)電場(chǎng)一次調(diào)頻測(cè)試時(shí)電功率測(cè)量設(shè)備包括電壓傳感器、電流傳感器和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等，電功率測(cè)量設(shè)備的精度要求見(jiàn)表2。9.1.2數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)用于測(cè)試數(shù)據(jù)的記錄、計(jì)算及保存。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)每個(gè)通道采樣率最小為5kHz，分辨率至少為12bit。表2.測(cè)量設(shè)備的精度要求設(shè)備精度要求電壓傳感器0.2級(jí)電流傳感器0.5級(jí)電壓電流數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)電壓、電流精度0.2級(jí)頻率分辨率0.002Hz測(cè)試方法風(fēng)電場(chǎng)一次調(diào)頻測(cè)試方法示意圖見(jiàn)附錄D，主要由數(shù)據(jù)采集裝置和電網(wǎng)頻率模擬發(fā)生裝置構(gòu)成。數(shù)據(jù)采集裝置用于采集并網(wǎng)點(diǎn)的電壓、電流的二次信號(hào)，電網(wǎng)頻率模擬發(fā)生裝置用于模擬風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)點(diǎn)的頻率信號(hào)，頻率調(diào)節(jié)范圍能夠覆蓋48.5Hz~51.5Hz頻率區(qū)間，頻率精度不低于0.001Hz。測(cè)試裝備現(xiàn)場(chǎng)接線與校對(duì)，應(yīng)包括：a）退出風(fēng)電場(chǎng)一次調(diào)頻功能，將風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)點(diǎn)的有功功率信號(hào)接入數(shù)據(jù)采集裝置，并將數(shù)據(jù)采集裝置測(cè)得的數(shù)值與風(fēng)電場(chǎng)升壓站監(jiān)控系統(tǒng)測(cè)得的數(shù)值進(jìn)行對(duì)比，確保數(shù)據(jù)采集裝置測(cè)得的數(shù)值準(zhǔn)確無(wú)誤；b）將風(fēng)電場(chǎng)一次調(diào)頻的頻率采集裝置的輸入與原有頻率信號(hào)源斷開(kāi)，并將其與頻率模擬信號(hào)發(fā)生裝置的頻率輸出信號(hào)進(jìn)行連接，將頻率模擬信號(hào)發(fā)生裝置的頻率輸出信號(hào)整定為額定頻率50Hz。風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行工況選擇，應(yīng)包括：a）根據(jù)風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)況和風(fēng)電場(chǎng)功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)，將風(fēng)電場(chǎng)調(diào)整至8.2.1中規(guī)定的某一運(yùn)行工況，確認(rèn)風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)風(fēng)電機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行；b）至少保留風(fēng)電場(chǎng)額定容量10%的功率上調(diào)空間。頻率階躍響應(yīng)測(cè)試，應(yīng)包括：a）投入風(fēng)電場(chǎng)一次調(diào)頻功能，將頻率模擬信號(hào)發(fā)生裝置的頻率輸出信號(hào)穩(wěn)定在額定頻率50Hz的基礎(chǔ)上，穩(wěn)定運(yùn)行至少1min；b）按照8.2.3的要求分別施加正負(fù)階躍頻率偏差信號(hào)，每個(gè)信號(hào)持續(xù)時(shí)間不少于30s；c）分別對(duì)頻率和并網(wǎng)點(diǎn)有功功率進(jìn)行錄波和記錄，記錄表格見(jiàn)附錄E；d）每次頻率擾動(dòng)測(cè)試結(jié)束后，恢復(fù)頻率模擬信號(hào)發(fā)生裝置的頻率輸出信號(hào)至50Hz，調(diào)節(jié)穩(wěn)定后方可進(jìn)行下一次擾動(dòng)試驗(yàn)。模擬實(shí)際電網(wǎng)頻率響應(yīng)測(cè)試，應(yīng)包括：a）投入風(fēng)電場(chǎng)一次調(diào)頻功能，將頻率模擬信號(hào)發(fā)生裝置的頻率輸出信號(hào)穩(wěn)定在額定頻率50Hz的基礎(chǔ)上，穩(wěn)定運(yùn)行至少1min；b）將頻率模擬信號(hào)發(fā)生裝置按照電網(wǎng)某次實(shí)際發(fā)生一次調(diào)頻時(shí)的頻率進(jìn)行輸出；c）對(duì)頻率和并網(wǎng)點(diǎn)有功功率進(jìn)行錄波和記錄，記錄表格見(jiàn)附錄E，計(jì)算理論積分電量和實(shí)際積分電量。d）每次頻率擾動(dòng)測(cè)試結(jié)束后，恢復(fù)頻率模擬信號(hào)發(fā)生裝置的頻率輸出信號(hào)至50Hz，調(diào)節(jié)穩(wěn)定后方可進(jìn)行下一次擾動(dòng)試驗(yàn)。9.2.5重復(fù)9.2.2至9.2.3步驟，直至8.2中規(guī)定的所有運(yùn)行工況測(cè)試完成。9.2.6測(cè)試全部結(jié)束后，退出風(fēng)電場(chǎng)一次調(diào)頻功能，拆除測(cè)試裝備的接線，并恢復(fù)風(fēng)電場(chǎng)一次調(diào)頻的頻率采集裝置的輸入信號(hào)的接線，最后投入風(fēng)電場(chǎng)一次調(diào)頻功能。性能驗(yàn)收10.1風(fēng)電場(chǎng)一次調(diào)頻性能驗(yàn)收分為靜態(tài)功能驗(yàn)收和動(dòng)態(tài)指標(biāo)驗(yàn)收兩部分。10.2靜態(tài)功能驗(yàn)收包括控制回路檢查、參數(shù)設(shè)置核查，按照6.1、6.2及6.3的規(guī)定進(jìn)行。10.3動(dòng)態(tài)指標(biāo)驗(yàn)收依據(jù)試驗(yàn)結(jié)果直接或間接進(jìn)行計(jì)算，指標(biāo)包括6.5規(guī)定的所有內(nèi)容，包括：一次調(diào)頻響應(yīng)滯后時(shí)間、一次調(diào)頻穩(wěn)定時(shí)間、一次調(diào)頻響應(yīng)速度、一次調(diào)頻有功控制誤差等。10.4任一運(yùn)行工況的各項(xiàng)動(dòng)態(tài)指標(biāo)應(yīng)滿足6.5的規(guī)定要求，各項(xiàng)動(dòng)態(tài)指標(biāo)以該運(yùn)行工況下各次階躍擾動(dòng)響應(yīng)的平均值為最終驗(yàn)收值。10.5驗(yàn)收結(jié)果在附錄E中詳細(xì)記錄。

（資料性附錄）

風(fēng)電場(chǎng)一次調(diào)頻測(cè)試時(shí)有功功率響應(yīng)曲線圖圖A.1風(fēng)電場(chǎng)一次調(diào)頻測(cè)試時(shí)有功功率響應(yīng)曲線符號(hào)：P0——風(fēng)電場(chǎng)有功初始值；Pset——風(fēng)電場(chǎng)有功目標(biāo)值；t0——頻率變化起始時(shí)刻；t1——風(fēng)電場(chǎng)有功開(kāi)始變化起始時(shí)刻；t2——風(fēng)電場(chǎng)實(shí)測(cè)有功功率不再超出誤差帶的時(shí)刻；Td——響應(yīng)滯后時(shí)間；T0.9——響應(yīng)時(shí)間；Ts——調(diào)節(jié)時(shí)間；±δ%——誤差帶，±2%Pn。

（資料性附錄）

風(fēng)電場(chǎng)參與一次調(diào)頻控制的功率-頻率下垂特性曲線圖圖B.1風(fēng)電場(chǎng)一次調(diào)頻功率-頻率下垂特性曲線

（資料性附錄）

VSG系統(tǒng)頻率測(cè)量精度測(cè)試表序號(hào)頻率給定（Hz）持續(xù)時(shí)間（s）測(cè)量頻率（Hz）序號(hào)頻率給定（Hz）持續(xù)時(shí)間（s）測(cè)量頻率（Hz）148.010s1950.0310s248.210s2050.0510s348.410s2150.110s448.610s2250.1510s548.810s2350.210s649.010s2450.2510s749.210s2550.310s849.410s2650.3510s949.610s2750.410s1049.6510s2850.610s1149.710s2950.810s1249.7510s3051.010s1349.810s3151.210s1449.