ICS27.180CCSF11團 體 標 準構網型風力發電機組技術規范Technicalspecificationsforgrid-formingwindturbinegenerators2024-12-24發布 2024-12-24實施中國能源研究會發布中關村智能電力產業技術聯盟T/CERS0066T/CERS0066—2024/T/EPTC004-2024前??言本文件按照GB/T《標準化工作導則第1本文件由中國能源研究會提出，本文件由電能技術專業委員會歸口。（保定（廣東有限公司。本標準主要起草人：吳林林、劉輝、田云峰、孫大衛、王耀函、王瀟、吳宇輝、王宣元、劉海濤、目??次引??言 4構網型風力發電機組技術規范 5范圍 5規范性引用文件 5術語和定義 5構網型風力發電機組 grid-formingwindturbinegenerator；GFWG 5構網型風力發電機組有功調頻系數 activepower-frequencyregulationcoefficientofGFWG 5構網型風力發電機組無功調壓系數 reactivepower-voltageregulationcoefficientofGFWG 6構網型風力發電機組慣性時間常數 inertiatimeconstantofGFWG 6構網型風力發電機組慣量響應 inertiaresponseofGFWG 6有功調頻啟動時間 pick-uptimeofactivepower-frequencyregulation 7有功調頻響應時間 responsetimeofactivepower-frequencyregulation 7有功調頻調節時間settlingtimeofactivepower-frequencyregulation 7構網型風力發電機組機端短路比short-circuitratio(SCR)ofwindturbineterminal 7基本原則 7同步基本功能 7功率控制基本功能 7功能要求 7基本功能 7弱電網運行 8相位跳變 8一次調頻 8無功調壓 8慣量響應 8動態穩定 8故障穿越 8性能要求 8一次調頻 8無功調壓 9慣量響應 9阻尼控制 9故障穿越 9引??言制定“構網型風力發電機組技術要求”標準的主要目的在于規范構網型風電機組的技術性能指標，該標準的制定和實施將對風電行業和電力系統產生深遠影響。首先，它為構網型風電機組的設計、構網型風力發電機組技術規范范圍本文件規定了構網型風力發電機組的基本規定、功能要求和性能要求。本文件適用于并入10kV及以上電壓等級電網的構網型風電機組，并入10kV以下電壓等級電網的分散式風電機組和微電網中采用孤網運行方式的構網型風電機組可參照此標準開展測試。規范性引用文件GB/T12325-2008電能質量供電電壓偏差GB/T12326-2008電能質量電壓波動和閃變GB/T15543-2008電能質量三相電壓不平衡GB/T15945-2008電能質量電力系統頻率偏差GB/T14549-1993電能質量公用電網諧波GB/T19963.1-2021風電場接入電力系統技術規定第1部分：陸上風電GB/T20320-2013風力發電機組電能質量測量和評估方法GB/T36994-2018風力發電機組電網適應性測試規程GB/T36995-2018風力發電機組故障電壓穿越能力測試規程術語和定義下列術語和定義適用于本文件。構網型風力發電機組 grid-formingwindturbinegenerator；GFWG構網型風力發電機組有功調頻系數 activepower-frequencyregulationcoefficientofGFWG構網型風力發電機組有功功率變化率標幺值與系統頻率變化量標幺值的比值。Kf（以構網型風力發電機組額定有功功率為基準值（以系統額定頻率為基準值）的比值來表示。K P/

（1）f f/fN式中：——P0是頻率變化后的構網型風力發P0（W。PN——構網型風力發電機組的額定有功功率，單位為兆瓦（MW）。f——fffN，f是頻率變化后的系統頻率，單位為赫茲（Hz）。fN——系統額定頻率，單位為赫茲（Hz）。構網型風力發電機組無功調壓系數 reactivepower-voltageregulationcoefficientofGFWG構網型風力發電機組無功功率變化率標幺值與并網點電壓變化量標幺值的比值。KV（2）（以構網型風力發電機組額定容量為基準（以并網點所在電壓等級對應的標稱電壓為基準）的比值來表示。K Q/SNV U/U

（2）N式中：ΔQ——構網型風力發電機組無功功率的變化量，ΔQ=Q-Q0，Q是并網點電壓變化后的構網型風力發電機組無功功率，Q0是并網點電壓變化前的構網型風力發電機組無功功率，單位為兆乏（MVar）。SN——構網型風力發電機組額定容量（視在功率），單位為兆伏安（MVA）。ΔU并網點電壓幅值變化量，ΔU=U-U0，U是變化后的構網型風力發電機組并網點電壓，U0是變化前的構網型風力發電機組并網點電壓，單位為千伏（kV）。UN——并網點所在電壓等級對應的標稱電壓，單位為千伏（kV）。構網型風力發電機組慣性時間常數 inertiatimeconstantofGFWG構網型風力發電機組有功功率變化率標幺值與系統頻率變化率標幺值的比值。TJ（以構網型風力發電機組額定有功功率為基準值（以系統額定頻率為基準值）的比值來表示。T

P/

（3）式中：

J

/dt/fNTJ——構網型風力發電機組慣量時間常數，單位為秒（s）；df/dt——頻率變化率，單位為赫茲每秒（Hz/s）。構網型風力發電機組慣量響應 inertiaresponseofGFWG構網型風力發電機組在系統頻率變化率發生變化時，輸出有功功率產生相應變化的特性。注1：構網型風力發電機組慣量響應的電磁功率用Pinertia表示，單位為兆瓦（MW），計算方法如式（4）所示。用構網型風力發電機組慣性時間常數乘以系統頻率變化率標幺值再乘以機組額定有功功率。P T

df/dtP

（4）f式中：f

inertia J NN

——構網型風力發電機組慣量響應的電磁功率，單位為千瓦（kW）；有功調頻啟動時間 pick-uptimeofactivepower-frequencyregulation有功調頻響應時間 responsetimeofactivepower-frequencyregulation有功調頻調節時間settlingtimeofactivepower-frequencyregulation構網型風力發電機組機端短路比short-circuitratio(SCR)ofwindturbineterminal構網型風力發電機組升壓變壓器低壓側的短路容量與構網型風力發電機組額定容量之比。基本原則同步基本功能構網型風力發電機組應具備不依靠鎖相環即可與電網同步功能。功率控制基本功能構網型風力發電機組應具備GB/T19963、NB/T31078、NB/T10314所規定的有功功率與無功功率控制相關要求。功能要求基本功能弱電網運行構網型風力發電機組應具備弱電網穩定運行功能，在機端短路比（SCR）大于等于1.1小于等于10的電網接入條件下，構網型風力發電機組可連續穩定運行。相位跳變30°的擾動下構網型風力發電機組連續運行不脫網。一次調頻無功調壓慣量響應動態穩定故障穿越構網型風力發電機組應具備故障穿越功能，低電壓和高電壓和連續故障穿越要求應符合GB/T36995的規定。性能要求一次調頻當系統頻率偏差超出死區范圍±（0.03~0.1）Hz范圍，且構網型風力發電機組有功功率大于20%Pn時，構網型風力發電機組應具備參與電力系統一次調頻能力，并且構網型風力發電機組有功功率變化量P應滿足公式（4），構網型風力發電機組一次調頻示例曲線如圖1所示。PKffn

（5）1構網型風力發電機組一次調頻示例曲線有功調頻系數一般設置為10~50（該值可根據電力系統實際情況確定）。當電力系統頻率大于50Hz時，構網型風力發電機組應根據一次調頻曲線減小有功輸出，減少功率的限幅可根據實際電力系統要求確定，宜為10%Pn。當電力系統頻率小于50Hz時，構網型風力發電機組應根據一次調頻曲線增加有功輸出，增加功率的限幅可根據實際電力系統要求確定，宜為6%Pn。構網型風力發電機組一次調頻調節時間應不大于15s，有功功率調節允許偏差不超過±1%Pn。構網型風力發電機組一次調頻功能啟動時間應不大于500ms，響應時間應不大于5s。無功調壓在電壓無功下垂控制模式下，構網型風力發電機組無功調壓系數KV宜在12.5~33.3范圍內；無功功率響應時間應不大于50ms；無功功率控制允許偏差應在±2%SN以內。慣量響應構網型風力發電機組等效慣性時間常數TJ一般設置為該值可根據電力系統實際情況確定。構網型風力發電機組有功功率變化量響應時間≤100ms，上升時間≤200ms，調節時間≤500ms，允許偏差不大于±2%PN。阻尼控制構網型風力發電機組在小于49Hz的頻段內應提供正阻尼。構網型風力發電機組在大于51Hz的頻段內應提供正阻尼。故障穿越構網型風電機組低電壓穿越功能在符合GB/T36995構網型風電機組低電壓穿越功能在符合GB/T36995構網型風力發電機組技術規范編?制?說?明目 次編制背景 12編制主要原則 12與其它標準文件的關系 12主要工作過程 12標準結構和內容 13條文說明 13編制背景編制主要原則本文件主要根據以下原則編制：遵循標準化編制的“四性”要求：技術上的先進性和科學性、與國家法律法規和相關標準的協調性、標準發布實施上的可操作性。標準的編寫符合統一的規定，內容編排上符合先共性、后個性的原則，做到內容完整、具體，用詞簡明，規定明確，不模棱兩可。格式規范，邏輯嚴謹，結構清晰。工作分工協作、落實責任，即嚴格控制進度計劃、又確保質量。與其他標準文件的關系國內相關的標準包括：《風電機組發電機組第2部分：通用試驗方法》（GB/T19960.2-2005）、《風力發電機組電網適應性測試規程》（GB/T36994-2018）、《風力發電機組故障電壓穿越能力測試規程》（GB/T36995-2018）、《風電機組電氣仿真模型驗證規程》（NB/T31053-2021）等。GridCode(GC)GC0137:MinimumSpecificationRequiredforProvisionofGBGridFormingGBGFCapabilityformerlyVirtualSynchronousMachine/VSMCapabilityFNNGuidelineGridformingbehaviourofHVDCsystemsandDC-connectedPPMs》等。本文件不涉及專利、軟件著作權等知識產權使用問題。主要工作過程2023年3月，國網冀北電力有限公司電力科學研究院（華北電力科學研究院有限責任公司）向中國能源研究會提出編制《構網型風力發電機組技術規范》的申請。2023年6月，中國能源研究會批準該標準立項。20237（華北電力科學研究院有限責任公司）、國網冀北電力有限公司電力調度控制中心等單位組成標準起草小組。2023年8月，標準起草小組完成編寫