ICS 29.160.40 NB K 52 备案号：47855-2015 中华人民共和国能源行业标准 NB/T 31058 - 2014 风力发电机组电气系统匹配及能效 Electrical energy matching and energy efficiency requirement of wind'turbine generator system 2014-10-15发布 2015-03-01实施 国家能源局 发布 NB/T31058—2014 目 次 前言· II 范围 1 2 规范性引用文件 术语和定义 3 4 技术要求. 试验检查项目 5 6 验收评定规则 库七七www.kqqw.com标准下载 NB/T31058-2014 前言 本标准按照GB/T1.1一2009《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写》给出的规则起草。 本标准是针对风电并网、风力发电设备市场的需求，并考虑近年来风力发电机和电力电子器件、设 备等技术水平的发展状况而制定的。 本标准由中国电器工业协会提出。 本标准由能源行业风电标准化技术委员会归口。 本标准起草单位：哈尔滨大电机研究所，中国电力科学研究院，机械工业北京电工技术经济研究所， 哈电集团发电设备国家工程研究中心，中电投东北新能源发展有限公司，上海电气风电设备有限公司， 湘潭电机股份有限公司，哈尔滨电机厂有限责任公司，上海万德风力发电股份有限公司，浙江海得新能 源有限公司。 本标准主要起草人：孙玉田，许善椿，申洪，赵一军，贾大江，苗旭芳，杨国伟，王素飞，果岩， 付长虹，李楠，何风军，姚沛明，赵玉吉，李素平。 本标准首次制定。 库七七www.kqqw.com标准下载 NB/T31058—2014 风力发电机组电气系统匹配及能效 1范围 本标准规定了风力发电机组涉及电能的相关术语和定义、技术要求、试验检查项目等内容，主要涉 及风力发电机和变流器。 本标准适用于并网的双馈风力发电机组，同步风力发电机组和异步风力发电机组。 2规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB755旋转电机定额和性能（IEC60034-1：2004，IDT） GB/T2900.25——2008 电工术语旋转电机（IEC60050-411：1996，IDT） 电工术语电力电子技术（IEC60050-551：1998，IDT） GB/T2900.33—2004 GB/T2900.53—2001 电工术语风力发电机组 GB18451.1—2001 风力发电机组安全要求 GB/T19963—2011 风电场接入电力系统技术规定 GB/T20320—2006 风力发电机组电能质量测量和评估方法 GB/T20641 低压成套开关设备和控制设备空壳体的一般要求（IEC62208：2002，IDT） GB/T26680 永磁同步发电机技术条件 2电力系统二次电路用控制及继电保护屏（柜、台）通用技术条件 JB/T5777.2 NB/T31012—2011 永磁风力发电机制造技术规范 NB/T31013-2011双馈风力发电机制造技术规范 NB/T31014—2011 双馈风力发电机变流器制造技术规范 NB/T31015—2011永磁风力发电机变流器制造技术规范 3术语和定义 GB/T2900.25—2008、GB/T2900.33—2004、GB/T2900.53—2001、GB/T26680、NB/T31012—2011、 NB/T31013—2011、NB/T31014-2011和NB/T31015-2011界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 风力发电机组 windturbinegeneratorsystem;WTGS 将风的动能转换为电能的系统，简称风电机组。 3.2 双馈电机doublefedelectricalmachine；DFEM 一种定子接入电网，转子通过变流器接入电网，定、转子都可与电网交换电能的交流电机。 3.3 电机侧变流器generatorsideconverter 实现风力发电机输出的交流电与直流电互相转换的变流器。 3.4 电网侧变流器 linesideconverter 实现直流电与电网的交流电相互转换的变流器。 库七七www.kqqw.com标准下载 3—2014 NB/T31058 3.5 直流环节DClink 电机侧变流器和电网侧变流器之间相互连接的直流通路。 3.6 变流器效率 converterefficiency 额定运行条件下，变流器输出有功功率与输入有功功率的比值，用百分数表示。 注：变流器效率公式为： Pam ×100% (1) Pa 式中： n变流器效率； Pout- 一变流器输出有功功率； P——变流器输入有功功率。 3.7 风电机组输出端 WTGSoutput 风力发电机组与并网变压器之间的连接端口。 3.8 机组功率因数 WTGSpowerfactor 风电机组输出端有功功率与视在功率的比值。 注：功率因数公式为： cosβ= P/S (2) 式中： cosp——功率因数； P——有功功率； S-—视在功率。 3.9 总谐波畸变率totalharmonicdistortion；THD 风电机组的电压波形或电流波形的谐波总量有效值与基波分量有效值之比 注：总谐波畸变率（THD）计算式为： THD = (3) 式中： 9—基波有效值； Q一一波形总有效值，可代表电流或电压。 注：上述定义中包含有非整数次谐波。当非整数次谐波存在时，波形比较复杂。 若非整数次谐波忽略不计，则式（3）可表达为： THD = (4) 式中： 谐波次数；h为偶数时，THD称为偶次谐波畸变率；h为奇数时，THD称为奇次谐波畸变率。 一为满足谐波含量计算精度所需考虑的最大谐波次数。 2 库七七www.kqqw.com标准下载 NB/T31058—2014 O,—h次谐波分量的有效值。 3.10 额定运行条件ratedoperationcondition 在电网电压额定条件下，机组在额定转速和额定功率运行时所处的工作状态。 3.11 低电压穿越lowvoltageridethrough 当电网故障或扰动引起风电场并网点的电压跌落时，在一定电压跌落的范围内，风电机组能够不间 断并网运行。 3.12 并网切入电流cutincurrent 风电机组并网时，在输出端所产生的最大峰值电流。 4技术要求 4.1电能匹配要求 4.1.1概述 风电机组与电网间的电能匹配取决于电网结构、电网负载以及风电机组的特性。为了实现风电机组 与电网间电能的协调匹配，需要对电网和风电机组分别提出要求。本标准仅对风电机组提出要求。 4.1.2额定功率 风力发电机组额定功率优先采用以下系列.（kW)：1000、1200、1500、2000、2500、3000、3500、 4000、4500、5000、5500、6000、10000、… 注：超出本优选系列，由制造商与用户协商确定。 4.1.3额定电压 风力发电机组的电网侧电压等级优先采用以下系列（V)：690、1050、1380、2400、3150、6300、 10500、. 4.1.4机组定额 风电机组的定额应符合GB755规定的以连续工作制（S1）为基准的连续定额。 4.1.5正常使用的电气条件 正常使用的电气条件包括： a）发电机和变流器的绝缘结构、电压等级和电压调整率相匹配； b）电网频率变化范围：47.5Hz～51.5Hz； c）电网电压允许波动范围：电网电压额定值的土10%； d）电网电压不对称度用负序分量对正序分量的百分比表示，该值不应超过2%。 特殊要求由用户与制造商协商确定。 4.1.6正常使用的环境条件 正常使用的环境条件为： a）工作环境温度： 常温型风电机组：-20℃～+40℃； -低温型风电机组：-30℃~+40℃。 b）空气相对湿度：最湿月的月平均最大相对湿度为90%（该月月平均最低温度不高于25℃）。 c）海拔小于等于1000m。当海拔超过1000m时，应按GB755规定执行。 特殊要求由用户与制造商协商确定。 4.1.7电气连接要求 应保证各电气连接的正确性。电抗器、电容器、快速熔断器、开关、电子元器件等辅助器件应在装 3 库七七www.kqqw.com标准下载 NB/T31058—2014 配前筛选、测试并确认其具备正常功能。电缆截面积和电缆头的压接、焊接应满足变流器最大导通电流 能力，可按照GB/T20641、JB/T5777.2的规定。 4.1.8总谐波畸变率 在额定运行条件下，风电机组输出电流的总谐波畸变率（THD）的规定，按照GB/T20320一2006 中8.4关于谐波的规定。 本标准对风电机组启动产生的短时间谐波不做要求。 4.1.9电压变化速率du/dt 应根据变流器实际应用情况（如安装现场电缆长度）和发电机定子绕组匝间所能承受的最大应力， 与用户协商设计变流器的电压变化速率du/dt抑制滤波器的大小，要求变流器与发电机连接线端du/dt< 1000V/μs。 加到发电机端的脉冲电压峰值应不超过额定电压的2倍。 4.1.10电压调整率 风力发电机的电压调整率应满足电网电压的允许波动范围。 发电机的电压调整率的计算按GB/T26680规定进行。永磁风力发电机电压调整率应不超过20% 4.1.11直流电流含量 额定运行时，风电机组向电网馈送的直流电流含量不应超过其输出电流额定值的0.5%。 4.1.12过载能力 在温升试验后，发