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GB／T 36995-2018 风力发电机组 故障电压穿越能力测试规程.pdf

在电压跌落发生前10S至电网电压恢复正常后至少15s的时间范围内，分别在测试点及风电机组 出口变压器低压侧采集以下数据，其中d)～f)为风电机组在故障电压期间的参考信息量： a） 测试点电压、电流； b） 电压故障过程中流经短路阻抗（升压容抗）的电流； 风电机组出口变压器低压侧的三相电压、电流； d） 风速； e 桨距角； 发电机转速

7.3电压连锁故障测试内容（选做）

故障测试内容可参照附

8.1故障电压发生装置

GB/T 31013-2014 声学 管道、阀门和法兰的隔声故障电压发生装置原理见图2。对于通过35kV及以下电压等级变压器与电网相连的风电机

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章发生装置串联接人风电机组升压变压器高压侧

a）低电压故障发生装置示意图

高电压故障发生装置示爱

图2故障电压发生装置示意图

图2中Z.为限流阻抗，用于限制故障电压对电网及风电场内其他运行风电机组的影响。在电压故 章发生前后，限流阻抗可利用旁路开关CB1短接， 图2中Z.为短路阻抗，闭合短路开关CB2，将短路阻抗三相或两相连接在一起，可在测试点产生测 式要求的电压跌落。 图2中CL为升压支路电容，Ra为升压支路电阻，闭合短路开关CB3，将升压阻容三相或两相连接在 起，可在测试点产生要求的电压升高 利用电压故障发生装置进行空载测试时，产生的电压跌落、升高的电压允许误差分别见图3

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低电压空载测试时电压跌落

b）高电压空载测试时电压升高充许误差

图3空载测试时电压故障允许误差

短路开关CB2、CB3应能精确控制所有三相或两相电路中短路阻抗及升压阻容的投入及退出时间， 产生的电压跌落及电压升高应在图3所示允许误差范围内。 限流阻抗和短路阻抗的X/R均应大于10

风电机组故障电压穿越测试电功率测量设备包括电压传感器、电流传感器和数据采集系统等。电 功率测量设备的精度要求见表4。 数据采集系统用于测试数据的记录、计算及保存。数据采集系统每个通道采样率应不小于5kHz 分辨率至少为12bit

表4测量设备的精度要求

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9.1.1 低电压穿越

在风电机组与电网断开的情况下，依照图2a)装置示意图，按照以下步骤进行空载测试： 断开风电机组升压变压器与故障电压发生装置的连接开关； b 断开旁路开关CB1，投人限流阻抗； c 闭合短路开关CB2，投人短路阻抗，在测试点产生电压跌落； d） 断开短路开关CB2，退出短路阻抗； e 闭合旁路开关CB1，退出限流阻抗，电网电压恢复正常。 电压跌落持续时间为短路开关闭合、断开之间的间隔时间，测试时按照表2设置电压跌落幅值及持 续时间。 空载测试时电压跌落应满足图3a）所示允许误差的要求

在风电机组与电网断开的情况下，依照图2b)装置示意图，按照以下步骤进行空载测试： a） 断开风电机组升压变压器与故障电压发生装置的连接开关； b) 断开旁路开关CB1，投人限流阻抗； C 闭合短路开关CB3，投人升压阻容，使测试点电压升高； d） 断开短路开关CB3，退出升压阻容； e 闭合旁路开关CB1，退出限流阻抗，电网电压恢复正常。 电压升高持续时间为升压开关闭合、断开之间的间隔时间，测试时按照表3设置电压升高幅值及持 续时间。 空载测试时电压升高应满足图3b)所示允许误差的要求

负载测试时按照表2设置电压跌落幅值及持续时间，负载测试的限流阻抗及短路阻抗阻值应与空 载测试保持一致。负载测试的测量内容见7.2。 风电机组处于并网运行时，依照图2a）装置示意图，按照以下步骤进行负载测试： a 断开旁路开关CB1，投人限流阻抗； b 闭合短路开关CB2，投人短路阻抗，在测试点产生电压跌落； 断开短路开关CB2，退出短路阻抗； d）闭合旁路开关CB1.退出限流阻抗，电网电压恢复正常

9.2.2 高电压穿越

负载测试时按照表3设置电压升高幅值及持续时间，负载测试的限流阻抗及升压阻容应与空载

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式时保持一致。负载测试的测量内容见7.2。 风电机组处于并网运行时，依照图2b)装置示意图，按照以下步骤进行负载测试： a） 断开旁路开关CB1，投人限流阻抗； b) 闭合短路开关CB3，投入升压阻容，在测试点产生电压升高； C 断开短路开关CB3，退出升压阻容； d）闭合旁路开关CB1.退出限流阻抗，电网电压恢复正常

风电机组故障电压穿越测试时测试结果判定原则如下： a）对表2～表3中规定的每种电压故障，风电机组应连续通过两次负载测试： b 测试时风电机组故障电压穿越能力的判定内容为风电机组的有功功率恢复和无功电流注人 情况； 风电机组故障电压穿越测试的功率恢复和无功电流注入判定的考核点为测试点； 风电机组低电压穿越测试的功率恢复按照5.2a)1)的要求判断； 风电机组故障电压穿越测试的有功功率、无功功率和电压的推荐计算方法参见附录B； 风电机组故障电压穿越测试的无功电流注入应在测试报告中给出测试结果，无功电流测试结 果汇总表参见附录C，无功电流注人时间的判定及计算方法参见附录D； g 风电机组连续通过表2～表3中规定的所有故障电压负载测试时，判定风电机组具备要求的 低电压穿越及高电压穿越能力； h 故障电压穿越测试过程中，更换发电机、变流器、主控制系统、变架控制系统和叶片等风电机 组关键零部件或更改控制系统软件及参数如对测试结果产生影响，已完成的测试项目无效，风 电机组需要重新检测

风电机组故障电压穿越测试时测试结果判定原则如下： a）对表2～表3中规定的每种电压故障，风电机组应连续通过两次负载测试； b 测试时风电机组故障电压穿越能力的判定内容为风电机组的有功功率恢复和无功电流注人 情况； 风电机组故障电压穿越测试的功率恢复和无功电流注入判定的考核点为测试点； 风电机组低电压穿越测试的功率恢复按照5.2a)1)的要求判断； 风电机组故障电压穿越测试的有功功率、无功功率和电压的推荐计算方法参见附录B； 风电机组故障电压穿越测试的无功电流注人应在测试报告中给出测试结果，无功电流测试结 果汇总表参见附录C，无功电流注人时间的判定及计算方法参见附录D； 风电机组连续通过表2～表3中规定的所有故障电压负载测试时，判定风电机组其备要求的 低电压穿越及高电压穿越能力； h 故障电压穿越测试过程中，更换发电机、变流器、主控制系统、变架控制系统和叶片等风电机 组关键零部件或更改控制系统软件及参数如对测试结果产生影响，已完成的测试项目无效，风 电机组需要重新检测，

风电机组故障电压穿越测试报告中应包括以下信息： a) 测试项目基本信息； b) 风电机组信息； C 风电机组升压变压器信息； d) 风电机组主要零部件信息； 测试场地和电网连接情况描述； ? f) 测试期间风电机组的检修、调整情况； g) 测试设备描述： h) 测量及分析软件描述； i) 测试内容； j) 测试设备校准证书； k) 报告中参数、符号说明； 1） 报告编写、审查、批准及签发日期等信息。 以上内容可由图表方式给出，测试报告格式样本参见附录C。

参照附录B对测试数据进行分析处理。测试报告中空载测试应给出测试点电压值

对测试数据进行分析处理。测试报告中空载测试应给出测试点电压值曲线，负载测试

应给出以下曲线： 测试点线电压有效值曲线； 测试点和风电机组输出端线电压基波正序分量曲线； 测试点和风电机组输出端基波正序有功电流和无功电流曲线； 测试点和风电机组输出端基波正序有功功率和无功功率曲线； 测试点线电压基波正序分量和风速曲线； 测试点线电压基波正序分量和发电机转速曲线； 测试点线电压基波正序分量和浆距角曲线

按照JJF1059.1分别对测试点和风电机组输出端的测试数据进行不确定度评估，得到综 确定度

测试报告中应给出测试结果江 总信息表参见附录C

A.1低、高电压连锁故障穿越要求

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附录A （资料性附录） 电压连锁故障穿越测试要求及测试内容

发生低、高电压连锁故障时， 复至0.9p.u.以上时，有功功率应以 10%Pn/s的功率变化率恢复至实际风况对应出力，电压升高期间保持输出功率为低电压穿越结 的功率恢复特性或实际风况对应的输出功率

A.1.2动态无功支撑能力

当风电机组并网点电压发生三相对称电压故障时，风电机组在低、高电压连锁故障穿越过程中应具 有以下动态无功支撑能力： 电压跌落期间满足5.2中a）2）； 电压升高期间满足5.2中b）2）。 当风电机组并网点发生三相不对称低、高电压连锁故障时，风电机组宜注人无功电流支撑电压 恢复。

A.2高、低电压连锁故障穿越要求

发生高、低电压连锁故障时，在电压升高期间，输出功率应为实际风况对应的输出功率，低电压穿越 结束，即自电压恢复正常时刻开始，有功功率应以至少10%P。/s的功率变化率恢复至实际风况对应的 输出功率。

A.2.2动态无功支撑能力

当风电机组并网点电压发生三相对称电压故障时，风电机组在低、高电压连锁故障穿越过程中应具 有以下动态无功支撑能力： 电压升高期间满足5.2中b）2）； 电压跌落期间满足5.2中a）2）。 当风电机组并网点发生三相不对称高、低电压连锁故障时，风电机组宜注人无功电流支撑电压 灰复。

电压连锁故障穿越测试内

风电机组低、高压连锁故障测试的电压跌落及升高情况参见表A1，风电机组高、低压连锁故障测 式的电压升高及跌落情况参见表A.2。当风电机组有功功率输出分别在以下范围内时，测试风电机组 对电压故障时的响应特性： a)大功率输出,P>0.9P,

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b）小功率输出，0.1P，≤P≤0.3P. 表A.1、表A.2中规定的电压连锁故障为空载测试时测试点的电压跌落情况。对表A.1、表A.2中 列出的各种电压故障，分别在三相对称电压故障和三相不对称电压故障情况下测试

表A.1低、高电压连锁故障

表A.2高、低电压连锁故障

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（资料性附录） 有功功率、无功功率和电压测量

本附录给出了基于瞬时电压及电流测量值计算基波正序分量的有功功率、无功功率、有功电流、无 功电流和电压的推荐方法。 测量电压及电流的基波正序分量时需要高采样速率的多通道数据记录仪。为防止出现相位误差 所有输入电压及电流，模拟抗混叠滤波器（低通滤波器）应具有相同的频率响应。此外，基波频率下由抗 混叠滤波器引起的幅值误差可忽略不计。 测量相电压及相电流后，首先计算一个基波周期内基波分量的傅里叶系数。（这里仅给出a相电压 。的计算等式，其他相电压及电流的计算方法与之相同）

式中： fi 基波频率； a.cos a相电压基波余弦分量； U a. sin a相电压基波正弦分量； a相电压； T 基波周期。 其基波相电压有效值

.(t)cos(2fit)dz u.(t)sin(2fit)dt

式中： fi 基波频率； U a.cos a相电压基波余弦分量； Ua.sin a相电压基波正弦分量； a相电压； T 基波周期。 其基波相电压有效值

用下式计算基波正序分量的电压及电流失量分量

式中： u 1 + , cos 基波电压正序的余弦分量； u 1 + sin 基波电压正序的正弦分量； 1 + , cos 基波电流正序的余弦分量； 基波电流正序的正弦分量。 则基波正序分量的有功功率和无功功

u 1+,cos ..( B.4 1+,sit （B.5 i 1+ . cos [2ia.cou—ibcos—ie.cos—/3ie.sin—ib.sin)] ·( B.6 ? i 1+.sin [2ia.sin—ib.sin—ic.sin —3(ib.cos —ic.cos)] ( B.7

UL 1+ ,co .·( B.4) （B.5 1 1+ , cos [2ia.cou—ibcos—ie.cos—/3ie.sin—ib.sin)] ( B.6 i1+.sin [2ia.sin—ib.sin—ic.sin —3(ib.cos —ic.cos)]

UL 1+ ,co .·( B.4) （B.5 1 1+ , cos [2ia.cou—ibcos—ie.cos—/3ie.sin—ib.sin)] ( B.6 i1+.sin [2ia.sin—ib.sin—ic.sin —3(ib.cos —ic.cos)]

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基波正序分量的线电压有效值

基波正序分量的有功电流及无功电流有效值：

基波正序分量的功率因数：

Q1+ (u1+.cos i1+,sin U1+,sin i1+,cos) .... ( B.9

U+ =(ui + ui.)

测试项目的基本信息见表C.1。

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表 C.1测试项目基本信息

C.2风电机组及机组升压变压器

组升压变压器的信息和数据格式样本见表C.2~

表C.2风电机组基本信息

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表C3风电机组主要零部件信息

表C.4风电机组升压变压器额定数据

测试结果汇总表见表C.5～表C.7

DB/T29 88-2014 天津市民用建筑围护结构节能检测技术规程表C.5有功功率恢复测试结果汇总表

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表C6无功电流注入测试结果汇总表

表C.7测量设备信息表

附录D （资料性附录） 无功电流注入的判定及计算方法

IQ 无功电流注人参考值的90%； I,(t) t时刻风电机组无功电流； I. 电压跌落期间风电机组无功电流有效值； 0 电压跌落开始时刻； t 电压跌落期间风电机组无功电流注人持续大于I。的起始时刻； t2 电压跌落期间风电机组无功电流注人持续大于I的结束时刻； Ua 测试点电压跌落标么值。 图D.1无功电流注入判定方法示意图（电压跌落期间）

IQ 无功电流注人参考值的90%； I,(t) t时刻风电机组无功电流； I 电压跌落期间风电机组无功电流有效值； 0 电压跌落开始时刻； t 电压跌落期间风电机组无功电流注人持续大于I的起始时刻； 2 电压跌落期间风电机组无功电流注人持续大于I的结束时刻； Ua 测试点电压跌落标么值。 图D.1无功电流注入判定方法示意图（电压跌落期间）

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电压故障期间风电机组无功电流注入时间的计算公式如下：