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文檔簡介
1、ICS 29. 240Q/GDW國家電網有限公司企業標準Q/GDW 12131-2021干擾源用戶接入電網電能質量評估技術規范Technical specification for power quality assessment of interference source usersconnected to power grid2022 - 01 - 28 發布2022 - 01 - 28 實施國家電網有限公司 發布Q/GDW 121312021目 次前II1 范 m12 規范性引用文件13 術語和定義14 翻25 _會祿量M求36電氣化鐵路用戶接入電能質量評估技術要求47冶煉用戶接入電能
2、質量評估技術要求68 風電場接入電能質量評估技術要求89光伏電站接入電能質量評估技術要求1010城市軌道交通用戶接入電能質量評估技術要求11附錄A (資料性附錄)典型電能質量干擾源及其電能質量治理措施13附錄B (規范性附錄)負序電流分配系數法15附錄C (資料性附錄) 典型接入方式下電能質量仿真評估模型16綱測17Q/GDW 12131-2021為規范典型干擾源接入電網電能質量評估的技術要求,保證電網安全、穩定、經濟運行, 并為用戶提供優質電力,制定本標準。本標準由國家電網有限公司設備管理部提出并解釋。本標準由國家電網有限公司科技部歸口。本標準起草單位:國網河南省電力公司、國網湖南省電力有限
3、公司、全球能源互聯網研 宄院有限公司、國網湖北省電力有限公司、國網浙江省電力有限公司、國網河北省電力有限 公司、國網江蘇省電力有限公司、安徽大學。本標準主要起草人:代雙寅、楊柳、陳棟新、張健壯、蘭光宇、葛強、吳文斌、路艷巧、 劉書銘、李培、陳涵、梁紀峰、朱明星、張博、唐鈺政、王燦、史明明。本標準首次發布。本標準在執行過程中的意見或建議反饋至國家電網有限公司科技部。#Q/GDW 121312021干擾源用戶接入電網電能質量評估技術規范1范圍本標準規定了干擾源接入電網的基本原則、電能質量要求和電氣化鐵路、冶煉用戶、風 電場、光伏電站、城市軌道交通用戶等典型干擾源接入電能質量評估的技術要求。本標準適
4、用于接入10kV及以上國家電網的新(改、擴)建干擾源,已投入運行的干擾 源可參照執行。2規范性引用文件下列文件對于本文件的應用是必不可少的。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(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T 12325GB/T 12326GB/T 14549GB/T 15543GB/T 15945電能質量供電電壓偏差電能質量電壓波動和閃變 電能質量公用電網諧波 電能質量三相電壓不平衡 電能質量電力系統頻率偏差GB/T 17626.30電磁兼容試驗和測量技術電能質量測量方法GB/Z 17625.4電磁兼容限值中、高壓電力系統中畸變負荷發
5、射限值的評估 GB/Z 17625.5電磁兼容限值中、高壓電力系統中波動負荷發射限值的評估 GB/T 20320風力發電機組電能質量測量和評估方法GB/T 24337電能質量 公用電網間諧波GB/T 32507電能質量術語DL/T 1208電能質量評估技術導則供電電壓偏差DL/T 1344干擾性用戶接入電力系統技術規范DL/T 1375電能質量評估技術導則三相電壓不平衡DL/T 1724電能質量評估技術導則電壓波動和閃變NB/T 31014雙饋風力發電機變流器制造技術規范NB/T 31015永磁風力發電機變流器制造技術規范NB/T 32004光伏并網逆變器技術規范NB/T 41008交流電弧爐
6、供電技術導則電能質量評估Q/GDW 1404國家電網安全穩定計算技術規范Q/GDW 10650.2電能質量監測技術規范第2部分:電能質量監測裝置Q/GDW 10651電能質量評估技術導則Q/GDW 11623電氣化鐵路牽引站接入電網導則Q/GDW 119382018電能質量諧波限值與評價 3術語和定義下列術語和定義適用于本文件。3. 1干擾源 interference source接入電力系統的具有非線性、不平衡、沖擊負荷的用戶或電源。來源:DL/T 13442014, 3.4,有修改3. 2接入點 point of connection用戶的電力設備與電力系統的連接處。來源:DL/T 134
7、42014, 3.53. 3公共連接點 point of common coupling; PCC電力系統中一個以上用戶的連接處。來源:GB/T 123262008, 3.13. 4電育旨質量評估 power quality assessment通過建模仿真和(或)電能質量監測,對電能質量各項指標作出評價的過程。包括預測評 估和監測評估。來源:GB/T 325072016, 2.1.6,有修改 3. 5預測評估 predicted assessment對評估對象進行建模,通過仿真計算并疊加背景電能質量水平得到各項指標數據,與相 應的限值比較,對各項電能質量指標進行的評價。來源:GB/T 325
8、072016, 3.20,有修改 3. 6監測評估 monitoring assessment使用測量設備進行電能質量測試,將實測數據與限值比較,對各項電能質量指標進行的 評價。來源:GB/T 325072016, 3.19,有修改 4基本原則 4.1應重視干擾源引起的電能質量問題,遵循“預防為主、防治結合”原則開展干擾源接 入電能質量管理。4.2干擾源接入后應不影響電力系統的安全穩定運行以及其他用戶設備的正常供用電。4. 3 背景電能質量指標接近或超過 GB/T 14549、GB/T 24337、GB/T 12325、GB/T 12326、GB/T 15543規定限值或允許值的公共連接點不宜
9、接入新的干擾源。4. 4 干擾源對電網電能質量的影響不符合GB/T 14549 GB/T 24337 GB/T 12325 GB/T 12326、GB/T 15543規定時,應按“誰污染,誰治理”的原則采取相應的治理措施。5電能質量要求5.1總體要求5.1.1新(改、擴)建用戶業擴報裝階段,用戶應提供用電設備清單,當含有附表A.1中 所列干擾源或設備時,應認定為干擾源。5.1.2干擾源接入電網的可行性研宄、接入設計階段,應委托具有相應資質的單位開展電 能質量預測評估,并在其接入方案審查前提交電能質量預測評估報告,評估結果合格作為其 被準許接入的必要條件之一。對于預測評估結論為電能質量超標的項目
10、,應提出可行的電能 質量治理措施和建議。電能質量預測評估報告應與接入系統方案同步審查。 5.1.3干擾源接入電網試運行階段,應委托具有相應資質的單位開展電能質量監測評估, 并在其驗收前提交電能質量監測評估報告,評估結果合格作為其正式供電的必要條件之一。 對于監測評估結論為電能質量超標的項目,應提出可行的電能質量治理措施和建議。5. 1.4電能質量評估的考核點應為干擾源接入的公共連接點。干擾源采用T接方式接入時, 應分別在T接線路兩側母線進行電能質量評估。5. 1.5 應依據 GB/T 14549、Q/GDW 119382018、GB/T 12325、GB/T 15543、GB/T 12326、
11、 GB/T 15945和GB/T 24337的規定計算電能質量評估指標限值,將預測評估數據或監測數據 與相應指標限值進行對比形成評估結論。5.1.6干擾源接入的公共連接點應配置電能質量監測裝置,公共連接點的監測數據應上送 至電能質量監測系統。電能質量監測裝置應滿足Q/GDW 10650.2中A級要求,與主體工程 同步設計、同步施工、同步投運。5.2電能質量預測評估5. 2. 1預測評估流程及要求5. 2.1.1根據評估任務的來源和目的確定評估對象及范圍。5. 2.1.2收集與評估對象相關電力系統和設備資料(當無法提供時,可參考同類型設備), 確定評估考核點和評估指標限值。5. 2. 1.3 依
12、據 GB/Z 17625.4、GB/Z 17625.5、DL/T 1375、DL/T 1208、DL/T 1724 和 Q/GDW 10651,采用三級評估方法,根據評估對象的容量、接入電壓等級等開展相應等級的預測評 估。評估時應考慮負荷投產年、達產年系統正常運行的最小方式(或較小方式)和最大負荷 水平。5. 2. 1.4依據Q/GDW 10651編制預測評估報告。預測評估報告中應明確電能質量監測裝 置的配置要求。對于預測評估結論為電能質量超標的項目,應提出可行的電能質量治理措施 和建議。典型干擾源電能質量治理措施參見附表A.2。注:三級評估方法即:滿足第一級評估條件的用戶,可直接接入電網。對
13、于不滿足第一級評估條件的 用戶,應進行第二級評估,評估結果不符合要求的應進入第三級評估。第二級評估可采用簡化 公式進行計算。不滿足第二級評估規定的用戶,應進行第三級評估,評估結果不符合要求的應 提出可行的措施和建議。第三級評估宜采用電力系統分析軟件進行。5. 2. 2預測評估報告審查技術要求5. 2.2.1審查評估資料是否滿足要求,主要包括:a)電網短路容量等基礎數據、背景電能質量數據的來源以及項目投產年電網結構的變 化;b)用戶實際設備參數與評估模型是否一致,確定用電設備電能質量特性參數的依據。5. 2.2.2審查評估報告內容是否滿足要求,主要包括:a)應對干擾源涉及的所有電能質量指標開展預
14、測評估;b)應考慮干擾源近期和遠期負荷水平,分別開展預測評估;c)預測評估報告中應明確公共連接點電能質量監測裝置的配置要求;d)對于預測評估結論為電能質量超標的項目,應明確需要采取的電能質量治理措施。 5. 2.2.3審查評估方法是否滿足要求,主要包括:a)校核評估過程是否符合三級評估要求、評估方法和計算公式是否正確;b)校核電能質量指標限值計算是否正確。5.3電能質量監測評估5. 3.1監測評估流程及要求5. 3.1.1根據評估任務的來源和目的確定評估對象與范圍。5. 3.1.2收集與評估對象相關的電力系統和設備資料,確定監測考核點和評估指標限值。5. 3.1.3分析評估對象的運行方式、設備
15、工況、生產工藝特點等,制定監測方案。5. 3. 1.4使用測量方法滿足GB/T 17626.30要求的測試儀器,根據需要按照GB/T 12325、GB/T 12326、GB/T 14549、GB/T 15543、GB/T 15945 和 GB/T 24337 要求確定合適的測量條 件、測量時間和測量取值,獲取實測數據。測量宜在電力系統正常運行的最小方式(或較小 方式)、評估對象正常工作狀態下進行,并保證監測時段包含評估對象的最大擾動工作周期。 5. 3. 1.5依據Q/GDW 10651對有效測量時間段內的實測數據進行處理與統計,并考慮背 景電能質量的影響,得到干擾源單獨引起的電能質量測量值。
16、依據GB/T 14549 Q/GDW 119382018、GB/T 12325 GB/T 15543、GB/T 12326、GB/T 15945 和 GB/T 24337 的規定 計算評估指標限值,將測量值與相應指標限值進行對比形成評估結論。5. 3. 1.6依據Q/GDW 10651編制監測評估報告。監測評估結果超出限值時,應提出相應 的治理措施或建議。5. 3. 2監測評估報告審查技術要求5. 3. 2. 1審查測試儀器及測試過程是夠滿足要求,主要包括:a)測量方法應滿足GB/T 17626.30要求;b)測試儀器應檢驗合格并在檢驗有效期內;c)測量持續時間應包含評估對象的最大擾動工作周期
17、。5. 3.2.2審查評估報告內容是否滿足要求,主要包括:a)應對干擾源涉及的所有電能質量指標開展監測評估;b)對于監測評估結果超標的項目,應明確需要采取的電能質量治理措施。5. 3.2.3審查評估方法是否滿足要求,主要包括:a)校核電能質量指標限值計算方法是否正確。b)校核監測數據統計與評估方法是否滿足要求。6電氣化鐵路用戶接入電能質量評估技術要求6. 1電能質量預測評估6.1.1評估指標電能質量評估指標應包含諧波電壓、諧波電流、三相電壓不平衡、負序電流、電壓波動6. 1.2資料收集電能質量預測評估應收集以下資料:a)牽引站接入系統推薦方案、供電一次系統接線圖和電氣設備參數:b)正常最小運行
18、方式下公共連接點短路容量、供電設備容量、用戶協議容量等;c)牽引負荷電氣特性(包括機車再生制動等工況下的電氣特性:機車類型、機車功率、 諧波頻譜、最大沖擊功率、日運行對數、追蹤間隔等);d)牽引站電氣接線圖、牽引站主要電氣設備參數;e)牽引變壓器型式、參數、安裝容量、過載能力,牽引變同時運行容量及運行方式;f)接觸網供電方式、供電臂長度、相序及相序圖、無功補償裝置;g)供電臂供電方式及應急預案(包括是否存在越區供電的可能及其情況);h)近期和遠期供電臂日平均電流、日均方根電流、最大值;i)附近發電機組詳細參數,包括火力發電機組、新能源發電設備的負序電流保護定值 等參數;j)用戶裝設的電能質量治
19、理設備和無功補償裝置的技術參數;k)同一變電站已接入干擾源的電能質量特性,如已接入的光伏電站、風電場、其他牽 引站等的諧波特性、負序電流、最大無功需求等。6.1.3諧波預測評估6. 1.3. 1電網等值原則電網等值應遵循以下原則:a)電氣化鐵路往往跨越多個區域電網,而且現有電網實行分區供電。應以區域電網為 單位作為一個子網進行等值,將同一區域電網內的牽引站及供電變電站等值到同一 個電網網絡模型中,將等值點作為等值發電機處理,分別對每個子網進行分析計算。b)應將網內主要電源點作為等值點處理,等值后的網絡中應保留相應的發電機、變壓 器及無功補償設備。電網簡化等值和系統元件模型及參數要求參見Q/GD
20、W 1404。6. 1.3.2諧波計算方法諧波計算方法應符合以下要求:a)應依據GB/T 14549、GB/Z 17625.4和Q/GDW 10651進行諧波預測評估。b)宜采用節點諧波電流注入法進行電氣化鐵路用戶第三級諧波評估,基于電力系統分 析軟件根據發電機、變壓器、線路、負荷等元件參數建立系統等值網絡,將各牽引 站作為諧波源,向系統注入各次諧波,從而得到系統中各母線諧波電壓數據,并考 慮背景諧波水平,得到考核點各次諧波電壓含有率及總諧波畸變率。c)仿真計算時應考慮系統正常運行的最小方式下,牽引站諧波發射值最大的情況。將 諧波電流、諧波電壓計算結果與諧波限值進行比較,得到最終評估結論。5Q
21、/GDW 1213120216. 1.4三相不平衡預測評估6. 1.4. 1負序電流考核點應為離牽引供電系統電氣距離較近的發電廠內允許承擔負序電流 較小的發電機組或新能源發電場站。6. 1.4. 2 應依據GB/T 15543、DL/T 1375和Q/GDW 10651進行三相電壓不平衡和負序電 流預測評估,宜采用三相潮流計算方法計算考核點的三相電壓不平衡和負序電流,工程上可 采用負序電流分配系數法計算三相電壓不平衡和負序電流。負序電流分配系數法參見附錄B。6. 1.4.3應計算不同供電臂負荷條件下的三相電壓不平衡度,取其最大值作為電氣化鐵路 用戶引起的不平衡度。應考慮電網背景三相電壓不平衡度
22、水平,將電氣化鐵路用戶引起的不 平衡度與背景值疊加得到總的不平衡度,按式(1)進行疊加計算。SUT = SUL + SUB( 1 )式中:ut 總電壓不平衡度;a 疊加系數,取值范圍為12。需要按最嚴重結果考慮的場合取1,一般情況 下取2;8ul 評估對象引起的三相電壓不平衡度;SUB電網背景三相電壓不平衡度。6.1.5電壓波動預測評估6. 1.5. 1 應依據 GB/T 12326、GB/Z 17625.5、DL/T 1724 和 Q/GDW 10651 進行電壓波動預 測評估,第二級評估可采用簡化公式進行電壓波動計算。6.1.5.2對于平衡的三相負荷可采用式(2)進行電壓波動估算,對于相間
23、單相負荷可采用 式(3)進行估算。(2)ASd xlOO% srmin式中:A5,三相負荷的變化量;Sscmin公共連接點正常較小方式短路容量。(3)d xlOO%Ssc min式中:AS*,.相間單相負荷的變化量。6.2電能質量監測評估6.2.1宜在電力系統正常運行的最小方式(或較小方式)、電氣化鐵路牽引供電處于正常 運行狀態進行測試,無功補償、電能質量控制設備(若有)均應正常投入運行。6. 2. 2測量持續時間應為24小時至1周,諧波、三相電壓不平衡、負序電流測量時間窗口 應為1分鐘,長時間閃變測量時間窗口應為2小時。7冶煉用戶接入電能質量評估技術要求7. 1電能質量預測評估7. 1. 1
24、評估指標電能質量評估指標應包含諧波電壓、諧波電流、三相電壓不平衡、電壓波動、閃變等。7. 1.2資料收集電能質量預測評估應收集以下資料:a)冶煉用戶接入系統推薦方案、供電一次系統接線圖和電氣設備參數;b)正常最小運行方式下公共連接點短路容量、供電設備容量、用戶協議容量等;c)主要用電設備及負荷參數,例如電弧爐、中頻爐、軋機等干擾源負荷的內部供電系 統拓撲結構、額定功率、功率因數等;d)電弧爐等干擾源負荷的供電設備參數,例如所涉及的變壓器銘牌參數、線路(電纜) 型號和長度、回路串聯電抗器銘牌參數等;e)電弧爐等干擾源負荷的設計參數及運行參數,包括引線及電極參數、短網阻抗、熔 化期功率因數、精煉期
25、功率因數、電弧爐額定銘牌參數、工藝參數等;f)電弧爐、中頻爐、軋機等干擾源負荷的電能質量特性參數,包括諧波發生量、無功 變化量范圍、變化頻次等;g)用戶裝設的電能質量治理設備和無功補償裝置的技術參數,包括整機效率、濾波范 圍、諧波濾除率、響應時間等;h)必要的用戶工藝流程及原理,用戶用電規劃及生產情況。7.1.3諧波預測評估7. 1.3. 1應基于電弧爐、中頻爐、軋機等干擾源負荷的設計資料或者諧波電流經驗值確定 諧波電流發生量,部分電弧爐諧波水平的經驗值參見NB/T41008o7. 1.3. 2應依據GB/T 14549、GB/Z 17625.4和Q/GDW 10651進行諧波預測評估,第二級
26、 諧波評估可采用式(4)計算考核點第A次諧波電壓含有率。(4)HRUh =a!AxiooUn第A次諧波電壓含有率; 考核點的第A次諧波阻抗: 第A次諧波電流;電網標稱電壓。7.1.3.3第三級諧波評估宜米用節點諧波電流注入法,基于電力系統分析軟件建立系統等 值網絡,將電弧爐、中頻爐、軋機、動態無功補償設備等作為諧波源,向系統注入各次諧波, 從而得到系統中各母線諧波電壓數據,并考慮背景諧波水平,得到考核點各次諧波電壓含有 率及總諧波畸變率。仿真計算過程應關注與系統的并聯諧振點。7. 1.3.4冶煉用戶采用轉供方式接入時,諧波仿真模型至少應包含用戶接入的公共連接點 及上一級變電站;冶煉用戶采用非轉
27、供方式接入時,諧波仿真模型至少應包含用戶接入的公 共連接點及更高電壓等級母線。典型接入方式下電能質量仿真評估模型參見附錄C。 7.1.3.5評估結果應考慮背景諧波水平,將用戶引起的電壓畸變與背景電壓畸變疊加得到 諧波電壓評估結果。7.1.4三相不平衡預測評估Q/GDW 1213120217. 1.4. 1應依據GB/T 15543、DL/T 1375和Q/GDW 10651進行三相電壓不平衡預測評估, 宜采用三相潮流計算方法計算考核點三相電壓不平衡。7. 1.4.2針對電弧爐負荷單極懸空、兩相短路運行工況,計算其引起的負序電流和負序電 壓,依據GB/T 15543,取最大值作為最終評估結果。7
28、. 1.4.3應計算不同負荷條件下的三相電壓不平衡度,并考慮電網背景三相電壓不平衡度 水平,將評估對象引起的不平衡度與背景值疊加得到總的不平衡度,按式(1)進行疊加計 算。7.1.5電壓波動和閃變預測評估7. 1.5. 1 應依據 GB/T 12326、GB/Z 17625.5、DL/T 1724 和 Q/GDW 10651 進行電壓波動和 閃變預測評估,第二級評估可采用簡化公式進行電壓波動計算,采用式(2)、(3)進行電 壓波動估算。7. 1.5.2電弧爐引起的閃變可通過閃變系數進行估算,按式(5)進行計算,電弧爐在公共 連接點引起的最大電壓變動t/max可通過其最大無功功率變動量按式(2)
29、計算獲得。 巧=0腿(5)式中:Plt電弧爐引起的閃變;Klt 交流電弧爐一般取0.48,康斯丁電弧爐一般取0.25,直流電弧爐一般取0.30, 精煉電弧爐一般取0.20;dmax電弧爐在公共連接點引起的最大電壓變動。7. 1.5.3冶煉用戶單獨引起的長時間閃變值不應超過該用戶的閃變限值。每個用戶按照其 協議用電容量和總供電容量之比,考慮上一級對下一級閃變傳遞的影響等因素后確定該用戶 的閃變限值,閃變限值計算方法參見GB/T 12326o7.2電能質量監測評估7.2.1宜在電力系統正常運行的最小方式(或較小方式)、冶煉用戶正常工作狀態下進行 測試,無功補償、電能質量控制設備(若有)均應正常投入
30、運行。7.2.2測試周期應涵蓋電弧爐等干擾源負荷的所有運行工況組合,包括填料、起弧、氧化、 還原,最小測試周期為正常運行工況下連續24小時測試。諧波、三相電壓不平衡測量時間 窗口應為1分鐘,長時間閃變測量時間窗口應為2小時。8風電場接入電能質量評估技術要求8. 1電能質量預測評估8.1.1評估指標電能質量評估指標應包含諧波電壓、諧波電流、電壓波動、閃變等。8. 1.2資料收集電能質量預測評估應收集以下資料:a)風電場接入系統推薦方案、一次系統接線圖和電氣設備參數;b)正常最小運行方式下公共連接點短路容量、供電設備容量、風電場并網協議容量、 風電場運行功率因數等;c)風電場平面分布圖、場區電氣系
31、統一次接線圖;風機箱變和匯集升壓站主變壓器參 數,包括變壓器銘牌值;場區架空線和電纜的型號和長度,應提供每條集電線路的 具體線路參數;風電場區負荷情況,配電室配置情況;d)風力發電機組型號、數量及主要技術參數,包括滿載諧波特性、電壓波動和閃變參 數等;e)風電場無功補償裝置配置情況,包括無功補償設備型號、容量、響應時間、諧波特 性等主要參數。8.1.3諧波預測評估8.1.3.1應基于風電機組和變流器的型式試驗報告提供的諧波含有率值確定諧波電流發生 量。8. 1.3. 2 應依據GB/T 14549、GB/Z 17625.4和Q/GDW 10651進行諧波預測評估,第二級 諧波評估可采用式(4)
32、計算考核點各次諧波電壓含有率。8.1.3.3第三級諧波評估宜采用節點諧波電流注入法,基于電力系統分析軟件建立系統等 值網絡,將風力發電機組、動態無功補償設備等作為諧波源,向系統注入各次諧波,從而得 到系統中各母線諧波電壓數據,并考慮背景諧波水平,得到考核點各次諧波電壓含有率及總 諧波畸變率。仿真計算過程應關注與系統的并聯諧振點。8. 1.3. 4諧波仿真模型至少應包含風電場接入的公共連接點及上一級變電站。8.1.3.5考慮風電場產生諧波最嚴重的情況,仿真計算中應設定風電場處于額定功率運行 方式。8.1.3.6評估結果應考慮背景諧波水平,將用戶引起的電壓畸變與背景電壓畸變疊加得到 諧波電壓評估結
33、果。8.1.4電壓波動和閃變預測評估8. 1.4. 1應依據GB/T 12326和GB/T 20320進行電壓波動和閃變預測評估,其中風電場引 起的長時間閃變值限值應按照風電場裝機容量與公共連接點供電設備容量之比進行分配。8. 1.4.2對于多臺風力發電機組接入公共連接點的情況,由于同一時刻不大可能出現兩臺 風力發電機組同時進行切換操作的情況,因此評估多臺風力發電機組引起的相對電壓變動時 不必考慮求和影響。單臺風力發電機組切換操作引起的相對電壓變動應按式(6)進行評估。 d = 100 x(6)式中:公共連接點電網阻抗角么對應的風力發電機組電壓波動系數,可根據電壓 波動系數測量結果用線性插值的
34、方法得到;Sn單臺風力發電機組的額定視在功率;Sk公共連接點正常較小方式短路容量。8.1.4.3多臺風力發電機連續運行和切換操作引起的長時間閃變值均不應超過依據GB/T 12326計算得到的閃變限值。連續運行時多臺風力發電機組引起的長時間閃變值應按式(7) 進行評估。切換操作時多臺風力發電機組引起的長時間閃變值應按式(8)進行評估。A=yxWcM,vX,)2式中:N風力發電機組數量;C,M,Va)公共連接點電網阻抗角為及現場風力發電機組輪轂高度年平均風速Va 對應的第i個風力發電機組的閃變系數,可根據閃變系數測量結果用線 性插值的方法得到;第i臺風力發電機組的額定視在功率;i=NN120,;x
35、(k,M)xW2Z = 1Sk公共連接點正常較小方式短路容量。(8)式中:N風力發電機組數量;第i臺風力發電機組在2h內切換操作的次數;公共連接點電網阻抗角么對應的第i個風力發電機組的閃變階躍系數, 可根據閃變階躍系數測量結果用線性插值的方法得到;第i臺風力發電機組的額定視在功率;Sk公共連接點正常較小方式短路容量。8.2電能質量監測評估8.2. 1宜在電力系統正常運行的最小方式(或較小方式)、風電場正常發電狀態下進行測 試,無功補償、電能質量控制設備(若有)均應正常投入運行。 8.2.2測試周期應涵蓋風電場所有運行工況組合,最小測試周期為風電場正常運行工況下 連續24小時測試。諧波測量時間窗
36、口應為1分鐘,長時間閃變測量時間窗口應為2小時。 9光伏電站接入電能質量評估技術要求9. 1電能質量預測評估9.1.1評估指標電能質量評估指標應包含諧波電壓、諧波電流、電壓波動等。9. 1.2資料收集電能質量預測評估應收集以下資料:a)光伏電站接入系統推薦方案、一次系統接線圖和電氣設備參數;b)正常最小運行方式下公共連接點短路容量,供電設備容量,光伏電站并網協議容量, 光伏電站運行功率因數等;c)光伏電站平面分布圖、場區電氣系統一次接線圖;匯集升壓站主變壓器參數,包括 變壓器銘牌值;場區架空線和電纜的型號和長度,應提供每條集電線路的具體線路 參數;光伏電站負荷情況,配電室配置情況;d)光伏逆變
37、器型號、數量及主要技術參數,如額定功率、額定輸出電壓、功率因數、 數量、諧波電流等;e)光伏電站電能質量特性參數,如光伏逆變器諧波含有率、光伏電站最大功率變化等:f)光伏電站無功補償裝置配置情況,包括無功補償設備型號、容量、響應時間、諧波 含有率等主要參數。9.1.3諧波預測評估技術要求9.1.3.1應基于光伏逆變器型式試驗報告提供的諧波含有率值確定諧波電流發生量。9. 1.3. 2應依據GB/T 14549、GB/Z 17625.4和Q/GDW 10651進行諧波預測評估,第二級 諧波評估可采用式(4)計算考核點各次諧波電壓含有率。9.1.3.3第三級諧波評估宜采用節點諧波電流注入法,基于電
38、力系統分析軟件建立系統等 值網絡,將光伏逆變器、動態無功補償設備等作為諧波源,向系統注入各次諧波,從而得到 系統中各母線諧波電壓數據,并考慮背景諧波水平,得到考核點各次諧波電壓含有率及總諧 波畸變率。仿真計算過程應關注與系統的并聯諧振點。9. 1.3. 4諧波仿真模型至少應包含光伏電站接入的公共連接點及上一級變電站。9.1.3.5考慮光伏電站產生諧波最嚴重的情況,仿真計算中應設定光伏電站處于額定功率 運行方式。9.1.3.6評估結果應考慮背景諧波水平,將用戶引起的電壓畸變與背景電壓畸變疊加得到 諧波電壓評估結果。9.1.4電壓波動預測評估應依據GB/T 12326、GB/Z 17625.5、D
39、L/T 1724和Q/GDW 10651 進行電壓波動評估,第 二級評估可采用簡化公式(9)進行電壓波動估算。t/-xl00%(9)Ssc min式中:A5,光伏電站出力的最大變化量;之_公共連接點正常較小方式短路容量。9.2電能質量監測評估9.2. 1宜在電力系統正常運行的最小方式(或較小方式)、光伏電站正常發電狀態下進行 測試,無功補償、電能質量控制設備(若有)均應正常投入運行。9.2.2測試周期應涵蓋光伏電站所有運行工況組合,最小測試周期為光伏電站正常運行工 況下連續24小時測試。諧波測量時間窗口應為1分鐘。10城市軌道交通用戶接入電能質量評估技術要求10.1電能質量預測評估10. 1.
40、 1評估指標電能質量評估指標應包含諧波電壓、諧波電流、電壓波動等。10.1.2資料收集電能質量預測評估應收集以下資料:a)城市軌道交通用戶接入系統推薦方案、供電一次系統接線圖和電氣設備參數;b)公共連接點正常運行方式短路容量、正常較小方式短路容量,供電設備容量,用戶 協議容量等;c)主變電所電氣接線圖及主要電氣設備與線路的參數(包括供電線路參數、主變壓器 參數、主變電所至各牽引降壓混合所或降壓變電所的線路參數等);d)牽引降壓混合所和降壓所的數量及主要參數(包括降壓所內各變壓器參數及所帶負 荷的有功功率、無功功率和諧波頻譜;牽引降壓混合所內各變壓器參數及所帶負荷 的有功功率、無功功率和諧波頻譜
41、等);e)牽引負荷電氣特性(包括機車再生制動等工況下的電氣特性:機車類型、機車功率、 諧波頻譜、最大沖擊功率等):f)城市軌道交通的列車運行圖;g)用戶裝設的電能質量治理設備和無功補償裝置的技術參數。10.1.3諧波預測評估技術要求10.1.3.1應基于城市軌道交通用戶干擾源負荷的設計資料或諧波電流經驗值確定諧波電 流發生量。10. 1.3. 2應依據GB/T 14549、GB/Z 17625.4和Q/GDW 10651進行諧波預測評估,第二級 諧波評估可采用式(4)計算考核點各次諧波電壓含有率。10.1.3.3第三級諧波評估宜采用節點諧波電流注入法,基于電力系統分析軟件建立系統等 值網絡,將
42、牽引負荷、動態無功補償設備等作為諧波源,向系統注入各次諧波,從而得到系 統中各母線諧波電壓數據,并考慮背景諧波水平,得到考核點各次諧波電壓含有率及總諧波 畸變率。應結合運行圖進行仿真分析,仿真過程應關注與系統的串并聯諧振點,特別是長距 離供電電纜等效電容的影響。10.1.3.4諧波仿真模型至少應包含城市軌道交通用戶接入的公共連接點及上一級變電站。 10.1.3.5考慮城市軌道交通用戶產生諧波最嚴重的情況,仿真計算中應設定城市軌道交通 用戶處于最大乘客負載及最大行車密度的運行方式。10.1.3.6評估結果應考慮背景諧波水平,將用戶引起的電壓畸變與背景電壓畸變疊加得到 諧波電壓評估結果。10. 1
43、.4電壓波動預測評估應依據GB/T 12326、GB/Z 17625.5、DL/T 1724和Q/GDW 10651 進行電壓波動評估,第 二級評估可采用簡化公式(2)進行電壓波動估算。10.2電能質量監測評估10.2.1宜在電力系統正常運行的最小方式(或較小方式)、城市軌道交通用戶正常運行狀 態下進行測試,無功補償、電能質量控制設備(若有)均應正常投入運行。10.2.2測試周期應涵蓋城市軌道交通用戶所有運行工況組合,最小測試周期為城市軌道交 通用戶正常運行工況下連續24小時測試。諧波測量時間窗口應為1分鐘。附錄A(資料性附錄)典型電能質量干擾源及其電能質量治理措施典型電能質量干擾源參見表A.
44、 1。典型干擾源電能質量治理措施參見表A.2。表A. 1典型電能質量干擾源電能質量干擾源主要設備所屬行業電能質量指標電氣化鐵路用戶電力機車交通諧波、負序、電壓偏差冶煉用戶交流電弧爐冶金、機械諧波、電壓波動和閃變、電熱爐冶金、機械、化工諧波、負序中頻爐冶金、機械、化工諧波、電壓波動和閃變直流電弧爐、精煉爐冶金、機械諧波、電壓波動和閃變交、直流軋機、大型電動機冶金諧波、電壓波動和閃變電解設備冶金、機械、化工諧波風電場風力發電設備電力諧波、閃變、電壓偏差光伏電站光伏發電設備電力諧波、閃變城市軌道交通用戶有軌及無軌電車、地鐵、輕軌交通諧波、電壓波動和閃變其他電焊機冶金、機械、造船諧波、閃變電鏟、升降機
45、、門吊等冶金、機械等諧波、閃變單(多)晶硅(鍺)生產設備新能源諧波電動汽車充電站交通諧波變頻電機、水泵公用事業、電廠、冶金、化工等諧波大型空調、電梯、節能照明設備商業、市政、民用等諧波UPS、開關電源、逆變電源電子、通訊等諧波高壓直流換流站電力諧波表A. 2典型干擾源電能質量治理措施典型干擾源治理措施治理目標電氣化鐵路用戶優化牽引供電方式:(1)牽引站變壓器高壓側進行輪流換 相接入系統;(2)優先采用三相阻抗平衡牽引變壓器。減小牽引站注入系統的負序電流。裝設靜止無功補償器(SVC)、靜止無功發生器(SVG)、 濾波器等補償裝置,對牽引供電系統進行諧波、無功、負 序治理或者綜合治理。減小牽引站注
46、入系統的諧波、無功、負序電流。表A. 2(續)典型干擾源治理措施治理目標冶煉用戶電弧爐電極運行控制:通過調整電弧爐變壓器檔位和電極 位置,控制電弧爐的爐壓、爐流及平穩性,實現對電弧爐 負荷的有功功率、無功功率和功率因數的控制。減少電弧爐注入電網的諧 波電流、間諧波電流、負序 電流和無功電流,改善公共 連接點的電能質量指標。推薦以下三種類型的電能質量控制裝置:TCR型SVC:無源濾波器和晶閘管控制電抗器TCR組成 的動態補償裝置:MCSR型SVC:無源濾波器和磁控型可控并聯電抗器MCSR組成的動態補償裝置;混合型SVG:無源濾波器和靜止無功發生器SVG組成的 動態補償裝置。通過無源濾波器的濾波和
47、 無功補償功能,以及動態補 償裝置的動態補償和分相 調節功能,改善公共連接點 的電能質量指標。風電場采用電能質量特性滿足要求的風力發電機組:(1)雙饋風 力發電機變流器的電能質量特性應滿足NB/T 31014的要 求。(2)永磁風力發電機變流器的電能質量特性應滿足NB/T 31015 的要求。減小風電場注入系統的諧波、無功、負序電流。配置靜止無功發生器(SVG),實現對接入點電壓的控制。減少風電場出力變化對電網電壓的影響。光伏電站采用電能質量特性滿足NB/T 32004要求的光伏并網逆變 器。減小光伏電站注入系統的諧波、無功、負序電流。配置靜止無功發生器(SVG),實現對接入點電壓的控制。減少
48、光伏電站出力變化對電網電壓的影響。城市軌道交通用戶配置有源電力濾波器(APF)、靜止無功發生器(SVG) 等補償裝置。減少城市軌道交通用戶注入系統的諧波、無功電流。17附錄B(規范性附錄)負序電流分配系數法B. 1 基本思路假設各牽引站可視為一個產生負序電流的電流源,負序網絡中將旋轉電機的阻抗用相應 的負序阻抗代替,且其負序電勢為零。負序電流考核點為離牽引供電系統電氣距離較近的發 電廠內允許承擔負序電流較小的發電機組或新能源發電場站??己它c總負序電流計算過程如下:首先基于電力系統短路計算軟件,求解各牽引負荷對 考核點的負序電流分配系數,然后根據各牽引站產生的負序電流分別計算考核點的負序電流,
49、最后基于疊加原理計算得到考核點的總負序電流。B. 2負序電流分配系數求解負序電流分配系數是指某牽引站注入負序電流時,考核點所分擔的負序電流占其注入負 序電流的比例。它決定于牽引站至負序電流考核點的轉移阻抗,因而與電網結構、運行方式 以及電網元件的負序阻抗參數密切相關。工程上可基于電力系統短路計算軟件求解各牽引負荷對考核點的負序電流分配系數,具 體過程如下:在某牽引負荷接入的公共連接點設置不對稱短路故障并進行短路計算,分別記 錄公共連接點短路電流的負序分量和考核點電流(如某發電機組機端電流)的負序分量,按 式(B.1)計算該牽引負荷對考核點的負序電流分配系數。C.=么丄(B.1)I.SC-,式中
50、:C, 第i個牽引負荷對考核點的負序電流分配系數;/2G_,.考核點電流負序分量的幅值;Ilsc_i公共連接點短路電流負序分量的幅值。B.3考核點總負序電流計算采用式(B.1)分別計算所有牽引負荷對考核點的負序電流分配系數C,. (i=l,N,N為牽引負荷數量),然后根據各牽引站產生的負序電流,基于疊加原理按式(B.2)計算 考核點的總負序電流。(B.2)i=NT=YCtI2T_t中-Z式A.GAr/=1考核點的總負序電流;第i個牽引負荷對考核點的負序電流分配系數; -第i個牽引站產生的負序電流。附錄c(資料性附錄)典型接入方式下電能質量仿真評估模型干擾源轉供方式接入時電能質量仿真評估模型示意
51、圖參見圖C.1??己它c35kV母線線母okv償1 補置TT3X-功裝 7 無干擾源負荷用戶110kV母線-T3X-fpQc電能質量治理設備無功補償裝置圖C. 1干擾源轉供方式接入時電能質量仿真評估模型 干擾源直供方式接入時電能質量仿真評估模型示意圖參見圖C.2。等值電網考核點220kV母線等值點llOkV母線10kV母線無功補償裝置線路n用戶llOkV母線電能質量治理設備llOkV母線圖C. 2干擾源直供方式接入時電能質量仿真評估模型Q/GDW 121312021干擾源用戶接入電網電能質量評估技術規范21目 次1 釧髖192 編制主要原則193與其他標準文件的關系194主要工作過程195標準結
52、構和內容206紋測201 編制背景本標準依據國家電網有限公司關于下達2020年第一批技術標準制修訂計劃的通知(國家電網科 2020) 21號文)的要求編寫。目前國家標準、行業標準及公司企業標準對干擾源接入電網的電能質量評估技術要求尚不夠明確, 各省市公司實施過程中在用戶接入審查、電能質量預測評估、監測評估等方面存在差異,導致干擾源接 入電網電能質量管理工作不規范,可能影響電網安全、穩定、經濟運行。本標準編制的主要目的為規范干擾源接入電網的電能質量評估技術要求,明確電氣化鐵路、冶煉用 戶、風電場、光伏電站、城市軌道交通用戶等典型干擾源接入電能質量評估的技術要求,為公司電能質 量管理提供技術支撐。
53、2 編制主要原則本標準根據以下原則編制:a)堅持先進性與實用性相結合、可靠性與經濟性相結合的原則,標準兼具規范性和引領性,在滿 足實用性的基礎上體現標準的先進性;b)注意與現有標準、法規之間的協調性,同時避免重復;c)充分考慮當前電能質量預測評估和監測評估工作開展現狀,注重標準的可操作性;d)廣泛汲取業內專家和各省公司的實際經驗和意見,確保標準的實用性。3 與其他標準文件的關系本標準與相關技術領域的國家現行法律、法規和政策保持一致。本標準參考DL/T 1344 2014干擾性用戶接入電力系統技術規范,提出了干擾源用戶接入電網 的基本原則和電能質量要求。本標準在對電能質量預測評估和監測評估要求方
54、面與企業標準Q/GDW 10651電能質量評估技術導則一致。結合電能質量管理需要,本標準在電氣化鐵路、冶煉用戶、風 電場、光伏電站、城市軌道交通用戶等典型干擾源接入電能質量評估技術要求方面進行了細化和完善。 本標準不涉及專利、軟件著作權等知識產權使用問題。4 主要工作過程2020年3月,按照公司制修訂計劃項目啟動,組織進行前期工作準備,研究國內外相關標準,形成 標準編寫大綱初稿。2020年4月,召開標準編制啟動會,討論完善標準編寫大綱,明確主要內容及各單位分工。 2020年5月,形成標準初稿,召開標準編制討論會,對標準初稿進行討論。2020年6月,根據初稿討論會建議,修改形成標準征求意見稿。2
55、020年7月,采用發函的方式,在公司系統廣泛征求意見。2020年8月,根據反饋意見,修改形成標準送審稿。2020年9月,公司設備管理技術標準專業工作組(TC04)組織召開了標準審查會,審查結論為:審 查組協商一致,同意修改后報批。2020年10月,修改形成標準報批稿。5 標準結構和內容本標準按照國家電網公司技術標準管理辦法(國家電企管2018) 222號文)的要求編寫。 本標準的主要結構和內容如下:本標準主題章共7章,由基本原則、電能質量要求、電氣化鐵路用戶、冶煉用戶、風電場、光伏電 站、城市軌道交通用戶接入電能質量評估技術要求組成。本標準結合公司電能質量管理工作需要,對典 型干擾源電能質量評估提出了具體要求。其中第4章提出了干擾源接入電網的基本原則,第5章規定了電 能質量要求,第6、7、8、9、10章分別為電氣化鐵路、冶煉用戶、風電場、光伏電站、城市軌道交通用 戶等典型干擾源電能質量評估的技術要求。6 條文說明本標準第4.4條中,考慮到目前部分公共連接點電能質量指標接近或超過限值的情況,提出電能質 量指標接近或超過相應國標規定限值或允許值的公共連接點不宜接入新的干擾源,以保障電力系統的安 全穩定運行以及用戶的正常供用電。本標準第5章中,對干擾源接入電網全過程提出電能質量要求,覆蓋業擴報裝階
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