DB32T-中遠(yuǎn)海風(fēng)電場無功補(bǔ)償配置技術(shù)導(dǎo)則

Q/LB.□XXXXX-XXXXDB32/TXXXX—2024目次TOC\o"1-1"\h\t"標(biāo)準(zhǔn)文件_一級條標(biāo)題,2,標(biāo)準(zhǔn)文件_附錄一級條標(biāo)題,2,"前言 II1范圍 12規(guī)范性引用文件 13術(shù)語和定義 14縮略語 35總體要求 36無功補(bǔ)償設(shè)備技術(shù)要求 36.1中遠(yuǎn)海風(fēng)電場無功補(bǔ)償設(shè)備適用場景 36.2中遠(yuǎn)海風(fēng)電場無功補(bǔ)償設(shè)備技術(shù)要求 37高壓并聯(lián)電抗器配置要求 47.1海上風(fēng)電送出系統(tǒng)工頻過電壓分析 47.2海上風(fēng)電送出系統(tǒng)高壓并聯(lián)電抗器配置要求 48動態(tài)無功補(bǔ)償設(shè)備配置要求 59低壓并聯(lián)電抗器配置要求 510無功補(bǔ)償配置流程 5附錄A（規(guī)范性）無功補(bǔ)償容量計(jì)算 6A.1容性無功補(bǔ)償總?cè)萘坑?jì)算 6A.2感性無功補(bǔ)償總?cè)萘坑?jì)算 6A.3動態(tài)無功補(bǔ)償設(shè)備配置容量計(jì)算 6A.4低壓并聯(lián)電抗器配置容量計(jì)算 7A.5輸電線路的無功功率損耗計(jì)算 7A.6變壓器的無功功率損耗計(jì)算 7附錄B（資料性）無功補(bǔ)償配置流程 8參考文獻(xiàn) 9前言本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識別專利的責(zé)任。本文件由江蘇省電力標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會提出。本文件由江蘇省電力標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會歸口。本文件起草單位：國網(wǎng)江蘇省電力有限公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院、國網(wǎng)江蘇電力設(shè)計(jì)咨詢有限公司、江蘇云杉清潔能源投資控股有限公司、國網(wǎng)江蘇省電力有限公司、國家電投集團(tuán)江蘇海上風(fēng)力發(fā)電有限公司、國網(wǎng)江蘇省電力有限公司鹽城供電分公司、東南大學(xué)。本文件主要起草人：吳倩、胡亞山、黃崢、南開輝、薄鑫、王洋、鄭宇超、李劍鋒、孫勇、蘇憲彬、邢振飛、阮夢、王琳媛、劉浩、繆蕓、崔厚坤、劉柏良、王丙勇、戴強(qiáng)晟、曹毅、鄒盛、韓笑、宋杉、陳皓菲、邱威、邵林、周洪益、高丙團(tuán)、楊志超、劉曉波。中遠(yuǎn)海風(fēng)電場無功補(bǔ)償配置技術(shù)導(dǎo)則范圍本文件規(guī)定了經(jīng)高壓工頻交流輸電并網(wǎng)的中遠(yuǎn)海風(fēng)電場無功補(bǔ)償配置的總體要求、無功補(bǔ)償設(shè)備技術(shù)要求、高壓并聯(lián)電抗器配置要求、動態(tài)無功補(bǔ)償設(shè)備配置要求、低壓并聯(lián)電抗器配置要求、無功補(bǔ)償配置流程。本文件適用于通過220kV工頻交流海纜送出且單回海纜長度在120km以內(nèi)中遠(yuǎn)海風(fēng)電場的無功補(bǔ)償配置。通過其他電壓等級交流海纜送出的海上風(fēng)電場，可參照執(zhí)行。規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；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/T19963.1風(fēng)電場接入電力系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定第1部分：陸上風(fēng)電GB/T38969電力系統(tǒng)技術(shù)導(dǎo)則GB/T40427電力系統(tǒng)電壓和無功電力技術(shù)導(dǎo)則GB/T50064交流電氣裝置的過電壓保護(hù)和絕緣配合設(shè)計(jì)規(guī)范GB/T51190海底電力電纜輸電工程設(shè)計(jì)規(guī)范DL/T1773電力系統(tǒng)電壓和無功電力技術(shù)導(dǎo)則DL/T5554電力系統(tǒng)無功補(bǔ)償及調(diào)壓設(shè)計(jì)技術(shù)導(dǎo)則術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。

海上風(fēng)電場offshorewindfarm；offshorewindpowerplant由一批海上風(fēng)電機(jī)組或風(fēng)電機(jī)組群（包括機(jī)組單元變壓器）、匯集線路、主升壓變壓器及其他設(shè)備組成且主升壓變壓器在海上平臺的發(fā)電站。

中遠(yuǎn)海風(fēng)電場offshorewindfarmonthemiddleandfarcoast離岸距離或輸電距離超過30km的海上風(fēng)電場（3.1）。

海上風(fēng)電場并網(wǎng)點(diǎn)pointofconnectionofoffshorewindfarm與公共電網(wǎng)直接連接的海上風(fēng)電場（3.1）陸上開關(guān)站高壓側(cè)母線或節(jié)點(diǎn)。

登陸點(diǎn)landingspot海底電纜與陸地的交界點(diǎn)。一般在年均高潮位的向陸側(cè)。[來源：GB/T51190—2016，2.0.3]

海上風(fēng)電場送出線路transmissionlineofoffshorewindfarm從海上風(fēng)電場（3.1）并網(wǎng)點(diǎn)至公共電網(wǎng)的輸電線路。

海上升壓站offshoresubstation建造在海洋固定平臺的升壓變電設(shè)施。

陸上開關(guān)站onshoreswitchingstation建造于陸地上用于海上風(fēng)電場（3.1）陸上變電設(shè)施的安裝場所。

海上中間補(bǔ)償站offshorereactivecompensationsubstation設(shè)置在海上的專門用于裝設(shè)無功補(bǔ)償設(shè)備的開關(guān)站。

無功平衡balanceofreactivepower在一定的系統(tǒng)電壓水平下，電力系統(tǒng)內(nèi)無功電源的無功出力與無功負(fù)荷相平衡的狀態(tài)。[來源：GB/T40427—2021，3.8]

無功補(bǔ)償設(shè)備reactivepowercompensationequipment提供容性或感性無功功率的補(bǔ)償設(shè)備。包括并聯(lián)電容器、并聯(lián)電抗器、靜止無功補(bǔ)償器（3.12）和靜止無功發(fā)生器（3.13）等。[來源：GB/T40427—2021，3.5，有修改]

高壓并聯(lián)電抗器highvoltageshuntreactor以220kV電壓等級并聯(lián)連接在系統(tǒng)中，用以補(bǔ)償電容電流和抑制工頻過電壓的電抗器。

靜止無功補(bǔ)償器staticvarcompensator；SVC由靜止元件構(gòu)成，通過改變其容性或（和）感性等效阻抗來快速準(zhǔn)確地調(diào)節(jié)無功功率、維持系統(tǒng)電壓穩(wěn)定的并聯(lián)可控?zé)o功功率補(bǔ)償裝置。

靜止無功發(fā)生器staticcompensator/staticvargenerator；STATCOM/SVG一種能夠跟蹤系統(tǒng)要求、連續(xù)發(fā)出所需容性或感性無功功率、輸出獨(dú)立于交流系統(tǒng)電壓的并聯(lián)接入系統(tǒng)的電壓源換流器裝置。

高壓并聯(lián)電抗器補(bǔ)償度compensationratioofhighvoltageshuntreactor單回海纜所補(bǔ)償高壓并聯(lián)電抗器（3.11）容量與線路充電功率之比。

動態(tài)無功補(bǔ)償設(shè)備dynamicvarcompensationequipment包括靜止無功補(bǔ)償器（3.12）和靜止無功發(fā)生器（3.13）等對輸出的無功功率進(jìn)行快速、靈活調(diào)節(jié)和控制的無功補(bǔ)償設(shè)備（3.10）。[來源：GB/T40427—2021，3.6，有修改]

標(biāo)稱電壓nominalsystemvoltage用以標(biāo)志或識別系統(tǒng)電壓等級的給定值。[來源：GB/T40427—2021，3.1，有修改]縮略語下列縮略語適用于本文件。MCR：磁控電抗器（MagneticControlledReactor）SVC：靜止無功補(bǔ)償器（StaticVarCompensator）SVG：靜止無功發(fā)生器（StaticVarGenerator）TCR：晶閘管控制電抗器（ThyristorControlledReactor）總體要求中遠(yuǎn)海風(fēng)電場并網(wǎng)點(diǎn)電壓應(yīng)符合GB/T19963.1、GB/T40427、DL/T1773的要求。中遠(yuǎn)海風(fēng)電場無功補(bǔ)償配置應(yīng)符合GB/T19963.1、GB/T38969、GB/T40427、DL/T5554的規(guī)定。海上風(fēng)電場的無功容量應(yīng)按照分層分區(qū)基本平衡的原則進(jìn)行配置，并應(yīng)留有適當(dāng)裕度，滿足檢修備用要求。具體無功補(bǔ)償總?cè)萘颗渲糜幸韵聝煞N：對于直接接入公共電網(wǎng)的海上風(fēng)電場，其配置的容性無功容量應(yīng)能夠補(bǔ)償海上風(fēng)電場滿發(fā)時匯集系統(tǒng)、主變壓器、海底電纜和登陸點(diǎn)至陸上開關(guān)站線路的全部感性無功損耗及海上風(fēng)電場送出線路的一半感性無功損耗；其配置的感性無功容量應(yīng)能夠補(bǔ)償匯集線路、海底電纜和登陸點(diǎn)至陸上開關(guān)站線路的全部容性充電無功功率及海上風(fēng)電場送出線路的一半容性充電無功功率。無功補(bǔ)償容量按附錄A的方法計(jì)算。對于通過220kV風(fēng)電匯集系統(tǒng)升壓至500kV電壓等級接入公共電網(wǎng)的海上風(fēng)電場群中的風(fēng)電場，其配置的容性無功容量應(yīng)能夠補(bǔ)償海上風(fēng)電場滿發(fā)時匯集系統(tǒng)、主變壓器、海底電纜和登陸點(diǎn)至陸上開關(guān)站線路的全部感性無功損耗及海上風(fēng)電場送出線路的全部感性無功損耗；其配置的感性無功容量應(yīng)能夠補(bǔ)償匯集線路、海底電纜和登陸點(diǎn)至陸上開關(guān)站線路的全部容性充電無功功率及海上風(fēng)電場送出線路的全部容性充電無功功率。無功補(bǔ)償容量按附錄A的方法計(jì)算。無功平衡計(jì)算應(yīng)兼顧容性、感性雙向補(bǔ)償和遠(yuǎn)近規(guī)模結(jié)合的原則，并分別考慮線路最大和最小傳輸功率的情況，海上風(fēng)電場并網(wǎng)點(diǎn)滿足與公共電網(wǎng)間的無功交換和電壓控制要求。無功補(bǔ)償設(shè)備技術(shù)要求中遠(yuǎn)海風(fēng)電場無功補(bǔ)償設(shè)備適用場景中遠(yuǎn)海風(fēng)電場無功補(bǔ)償設(shè)備可包括高壓并聯(lián)電抗器（以下簡稱“高抗”）、低壓并聯(lián)電抗器、低壓并聯(lián)電容器、SVC、SVG、MCR等。并聯(lián)電抗器適用于平衡海上風(fēng)電送出系統(tǒng)容性無功功率過?，F(xiàn)象，應(yīng)綜合考慮采用高壓并聯(lián)電抗器或低壓并聯(lián)電抗器的補(bǔ)償方式。對于存在工頻過電壓超過標(biāo)準(zhǔn)限值問題的長海纜線路，應(yīng)安裝高抗以抑制工頻過電壓。SVC、SVG用以滿足海上風(fēng)電場自身運(yùn)行及其并網(wǎng)運(yùn)行技術(shù)條件要求的無功支撐能力以及諧波治理需求。中遠(yuǎn)海風(fēng)電場無功補(bǔ)償設(shè)備技術(shù)要求無功補(bǔ)償設(shè)備的額定電壓應(yīng)與補(bǔ)償點(diǎn)（變壓器對應(yīng)側(cè)）的額定電壓相匹配；高抗額定電壓宜與最高允許運(yùn)行電壓相一致，海上側(cè)高抗最高運(yùn)行電壓可根據(jù)實(shí)際運(yùn)行需要及設(shè)備能力適當(dāng)放寬。無功補(bǔ)償設(shè)備的控制應(yīng)滿足下述要求：無功補(bǔ)償設(shè)備應(yīng)采用自動控制方式；為了實(shí)現(xiàn)區(qū)域無功控制的目標(biāo)，無功補(bǔ)償設(shè)備應(yīng)參與自動電壓控制協(xié)調(diào)控制。在電網(wǎng)正常運(yùn)行情況下，中遠(yuǎn)海風(fēng)電場無功補(bǔ)償設(shè)備應(yīng)適應(yīng)電網(wǎng)各種運(yùn)行方式變化和運(yùn)行控制策略的要求。中遠(yuǎn)海風(fēng)電場內(nèi)動態(tài)無功補(bǔ)償設(shè)備應(yīng)按照表1中的要求運(yùn)行。不同電壓水平下動態(tài)無功補(bǔ)償設(shè)備運(yùn)行時間要求并網(wǎng)點(diǎn)電壓標(biāo)幺值UT（以標(biāo)稱電壓為基準(zhǔn)）/p.u.運(yùn)行時間0.2≤UT＜0.9不少于風(fēng)電場低電壓穿越連續(xù)運(yùn)行時間0.9≤UT≤1.1連續(xù)運(yùn)行1.1＜UT≤1.3不少于風(fēng)電場高電壓穿越連續(xù)運(yùn)行時間無功補(bǔ)償設(shè)備應(yīng)配置必要的計(jì)量裝置及信息采集裝置對下述指標(biāo)和信息（但不限于）進(jìn)行計(jì)量采集：計(jì)量雙向有功功率和無功功率（或功率因數(shù)）；計(jì)量雙向有功電量和無功電量；采集無功補(bǔ)償設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。高壓并聯(lián)電抗器配置要求海上風(fēng)電送出系統(tǒng)工頻過電壓分析在進(jìn)行無功補(bǔ)償配置前，應(yīng)對中遠(yuǎn)海風(fēng)電場經(jīng)高壓交流海纜送出系統(tǒng)開展工頻過電壓分析，海上風(fēng)電經(jīng)高壓交流海纜送出系統(tǒng)的工頻過電壓應(yīng)滿足GB/T50064要求，超過相關(guān)要求時，應(yīng)配置高壓并聯(lián)電抗器以抑制工頻過電壓。工頻過電壓分析應(yīng)考慮海上風(fēng)電送出系統(tǒng)可能出現(xiàn)的最小運(yùn)行方式，并綜合考慮海上風(fēng)電場有功出力水平、受端系統(tǒng)短路電流水平等影響因素。工頻過電壓分析應(yīng)以正常運(yùn)行方式為基礎(chǔ)，加上一種非正常方式及一種故障形式。故障形式可取線路一側(cè)發(fā)生單相接地、三相斷開或僅發(fā)生無故障三相斷開兩種情況，應(yīng)關(guān)注陸上開關(guān)站側(cè)發(fā)生故障引起的工頻過電壓水平。針對海上風(fēng)電場并網(wǎng)點(diǎn)有多個海上風(fēng)電場并網(wǎng)的情形，應(yīng)考慮其他海上風(fēng)電場運(yùn)行及停運(yùn)工況。海上風(fēng)電送出系統(tǒng)高壓并聯(lián)電抗器配置要求高壓并聯(lián)電抗器的配置，應(yīng)兼顧抑制工頻過電壓、補(bǔ)償海纜充電功率、限制海纜沿線電壓和電流等要求，且應(yīng)核算高抗補(bǔ)償后海纜諧振過電壓；高抗補(bǔ)償方式選擇包括單端補(bǔ)償、雙端補(bǔ)償（海上-陸上）、三端補(bǔ)償（加設(shè)海上中間補(bǔ)償站）。高壓并聯(lián)電抗器補(bǔ)償度不宜超過85%。單回海纜長度達(dá)30km及以上時，應(yīng)配置高抗，以抑制工頻過電壓；高抗補(bǔ)償方案選擇順序宜為陸上單端補(bǔ)償、海上-陸上雙端補(bǔ)償、海上-中間-陸上三端補(bǔ)償。單回海纜長度在30km及以上60km以下時，高抗補(bǔ)償點(diǎn)應(yīng)不少于1處，宜選在陸上開關(guān)站側(cè)單端配置高抗。單回海纜長度在60km及以上100km以下時，高抗補(bǔ)償點(diǎn)應(yīng)不少于2處，宜在陸上開關(guān)站與海上升壓站側(cè)雙端對稱配置高抗。當(dāng)海上-陸上兩端補(bǔ)償不能限制海纜中間段電壓、電流時，應(yīng)結(jié)合海纜選型通過經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較進(jìn)一步優(yōu)化，可考慮在陸上開關(guān)站與海上中間補(bǔ)償站雙端配置高抗或更換海纜型號。單回海纜長度達(dá)100km及以上120km以下時，高抗補(bǔ)償點(diǎn)應(yīng)不少于3處，宜采用海上-中間-陸上三端高抗對稱補(bǔ)償方案。當(dāng)受端電網(wǎng)較為薄弱，工頻過電壓問題較為嚴(yán)重，三端高抗補(bǔ)償難以抑制時，宜選擇柔性直流輸電等其他方式。當(dāng)周邊存在規(guī)模相當(dāng)?shù)钠渌Ｉ巷L(fēng)電場時，宜對多風(fēng)電場打捆柔性直流輸電方案與多個海上風(fēng)電場單獨(dú)交流送出方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較，選擇合適的輸電方案。必要時結(jié)合海上風(fēng)電場實(shí)際情況通過專題研究確定。根據(jù)抑制工頻過電壓需求選擇高抗單組容量時，應(yīng)校核單點(diǎn)補(bǔ)償高抗后海纜沿線電壓、電流分布，確保海纜單點(diǎn)輸入電流不超過海纜運(yùn)行所允許的載流量限值。動態(tài)無功補(bǔ)償設(shè)備配置要求中遠(yuǎn)海風(fēng)電場應(yīng)配置動態(tài)無功補(bǔ)償設(shè)備，動態(tài)無功補(bǔ)償設(shè)備配置容量按附錄A的方法計(jì)算。靜態(tài)、動態(tài)無功補(bǔ)償?shù)目側(cè)萘繎?yīng)滿足海上風(fēng)電場功率波動最大時并網(wǎng)點(diǎn)與系統(tǒng)的無功交換要求。動態(tài)無功補(bǔ)償設(shè)備、低壓并聯(lián)電抗器與高壓并聯(lián)電抗器的配置應(yīng)滿足控制并網(wǎng)點(diǎn)母線電壓符合5.1節(jié)要求，宜滿足海上風(fēng)電場功率日波動最大時并網(wǎng)點(diǎn)220kV（500kV）母線電壓波動不超過3.5%（3.0%）標(biāo)稱電壓。動態(tài)無功補(bǔ)償設(shè)備無功響應(yīng)速度應(yīng)滿足正常、故障系統(tǒng)運(yùn)行或降低風(fēng)機(jī)脫網(wǎng)風(fēng)險要求，必要時可對響應(yīng)速度提出要求，宜采用SVG或SVC。動態(tài)無功補(bǔ)償設(shè)備宜留有一定的無功備用。低壓并聯(lián)電抗器配置要求中遠(yuǎn)海風(fēng)電場可配置低壓并聯(lián)電抗器，低壓并聯(lián)電抗器配置容量按附錄A的方法計(jì)算。低壓并聯(lián)電抗器宜采用MCR或TCR。無功補(bǔ)償配置流程中遠(yuǎn)海風(fēng)電場經(jīng)工頻交流海纜送出系統(tǒng)的無功補(bǔ)償配置流程見附錄B。

（規(guī)范性）

無功補(bǔ)償容量計(jì)算容性無功補(bǔ)償總?cè)萘坑?jì)算海上風(fēng)電場配置的容性無功補(bǔ)償總?cè)萘繎?yīng)按公式（A.1）計(jì)算。 (A.seqfulu_equation_1334528521880065991)式中：——容性無功補(bǔ)償總?cè)萘?，單位為兆乏（Mvar）；——海上風(fēng)電場箱變無功功率損耗，單位為兆乏（Mvar）；——海上風(fēng)電場集電線路無功功率損耗，單位為兆乏（Mvar）；——海上風(fēng)電場主變壓器無功功率損耗，單位為兆乏（Mvar）；——海上風(fēng)電場海底電纜和登陸點(diǎn)至陸上開關(guān)站線路的無功功率損耗，單位為兆乏（Mvar）；——海上風(fēng)電場送出線路的無功功率損耗，單位為兆乏（Mvar）；——海上風(fēng)電場送出線路的無功補(bǔ)償系數(shù)，對于直接接入公共電網(wǎng)的海上風(fēng)電場，取為0.5；對于通過220kV風(fēng)電匯集系統(tǒng)升壓至500kV電壓等級接入公共電網(wǎng)的海上風(fēng)電場群中的風(fēng)電場，取為1。感性無功補(bǔ)償總?cè)萘坑?jì)算海上風(fēng)電場配置的感性無功補(bǔ)償總?cè)萘繎?yīng)按公式（A.2）計(jì)算。 (A.seqfulu_equation_1334528521880065992)式中：——感性無功補(bǔ)償總?cè)萘?，單位為兆乏（Mvar）；——海上風(fēng)電場集電線路容性充電無功功率，單位為兆乏（Mvar）；——海上風(fēng)電場海底電纜和登陸點(diǎn)至陸上開關(guān)站線路的容性充電無功功率，單位為兆乏（Mvar）；——海上風(fēng)電場送出線路的容性充電無功功率，單位為兆乏（Mvar）；——海上風(fēng)電場送出線路的無功補(bǔ)償系數(shù)，對于直接接入公共電網(wǎng)的海上風(fēng)電場，取為0.5；對于通過220kV風(fēng)電匯集系統(tǒng)升壓至500kV電壓等級接入公共電網(wǎng)的海上風(fēng)電場群中的風(fēng)電場，取為1。動態(tài)無功補(bǔ)償設(shè)備配置容量計(jì)算動態(tài)無功補(bǔ)償設(shè)備配置容量應(yīng)按公式（A.3）計(jì)算。 (A.seqfulu_equation_1334528521880065993)式中：——動態(tài)無功補(bǔ)償設(shè)備配置容量，單位為兆乏（Mvar）；——容性無功補(bǔ)償總?cè)萘浚瑔挝粸檎追Γ∕var）；——感性無功補(bǔ)償總?cè)萘?，單位為兆乏（Mvar）；——高壓并聯(lián)電抗器配置容量，單位為兆乏（Mvar）。低壓并聯(lián)電抗器配置容量計(jì)算低壓并聯(lián)電抗器配置容量應(yīng)按公式（A.4）計(jì)算。 (A.seqfulu_equation_1334528521880065994)式中：——低壓并聯(lián)電抗器配置容量，單位為兆乏（Mvar）；——感性無功補(bǔ)償總?cè)萘?，單位為兆乏（Mvar）；——高壓并聯(lián)電抗器配置容量，單位為兆乏（Mvar）；——動態(tài)無功補(bǔ)償設(shè)備配置容量，單位為兆乏（Mvar）。輸電線路的無功功率損耗計(jì)算輸電線路的無功功率損耗主要來源于線路電抗的無功功率損耗，其與輸電線路中電流的平方成正比，輸電線路的無功功率損耗應(yīng)按公式（A.5）計(jì)算。 (A.seqfulu_equation_1334528521880065995)式中：——輸電線路