GB/T34931-2017
光伏发电站无功补偿装置检测技术规程
Testingcodeforreactivepowercompensationdeviceofphotovoltaicpowerstation
- 中国标准分类号（CCS）F12
- 国际标准分类号（ICS）27.160
- 实施日期2018-05-01
- 文件格式PDF
- 文本页数19页
- 文件大小1.22M
以图片形式预览光伏发电站无功补偿装置检测技术规程
光伏发电站无功补偿装置检测技术规程
国家标准 GB/T34931一2017 光伏发电站无功补偿装置检测技术规程 Iestingeodeforreactiepowercompensatiom devieeofphotovoltaiepowerstatiom 2017-11-01发布 2018-05-01实施 国家质量监督检验检疫总局 发布 国家标准化管理委员会国家标准
GB/34931一2017 前 言 本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草
请注意本文件的某些内容可能涉及专利
本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任
本标准由电力企业联合会提出并归口
本标准起草单位:电力科学研究院、江苏省电力公司电力科学研究院、特变电工新疆新能源股 份有限公司、南京南瑞继保电气有限公司、国网甘肃省电力公司电力科学研究院、北京群菱能源科技有 限公司
本标准主要起草人:丁杰、张军军、秦筏迪、陈梅、李政、李臻、牛晨晖、陈志磊、包斯嘉袁晓东、 李红涛,刘伟增、董开松、刘为群、林小进、吴蓓蓓、张双庆、赵耀、王涛、彭国平、钱敏慧、张进滨
GB/34931一2017 光伏发电站无功补偿装置检测技术规程 范围 本标准规定了光伏发电站无功补偿装置的检测条件、检测设备、检测内容、检测步骤等
本标准适用于通过35kV及以上电压等级并网,以及通过10kV电压等级与公共电网连接的新 建、扩建和改建的光伏发电站
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
GB/T2829周期检验计数抽样程序及表(适用于对过程稳定性的检验 GB/T14549电能质量公用电网谐波 GB/T17626.30电磁兼容试验和测量技术电能质量测量方法 GB/T19964一2012光伏发电站接人电力系统技术规定 GB/T20840.2互感器第2部分电流互感器的补充技术要求 GB/T20840.3互感器 第3部分电磁式电压互感器的补充技术要求 GB/T31365光伏发电站接人电网检测规程 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件 3.1 光伏发电站photootaie(powerstation 利用光伏电池的光生伏特效应,将太阳辐射能直接转换成电能的发电系统，一般包含变压器、逆变 器和光伏方阵,以及相关辅助设施等
3.2 并网点pointofinteronneetionm 对于有升压站的光伏发电站,指升压站高压侧母线或节点,对于无升压站的光伏发电站,指光伏发 电站的输出汇总点 3.3 光伏发电站无功补偿装置reaetivepowercompensationdesieeinVpowerstation 能够跟踪光伏发电站要求,发出可调节的容性或感性无功功率的成套装置,包括具有无功调节能力 的光伏逆变器或静止无功补偿器、静止无功发生器等集中无功补偿装置及站级无功控制装置
3,4 光伏发电站动态无功响应时间responsetimmeofdynamiereaectivepowerinPVpowerstaton 光伏发电站自并网点电压异常升高或者降低达到触发设定值开始,直到光伏发电站并网点无功功 率实际输出变化量(目标值与初始值之差)达到变化量目标值的90%所需的时间
GB/T34931一2017 3.5 光伏发电站无功/电压控制系统响应时间responsetimeofreaetiepower/voltagecontrolsystem inPV station p0wer 光伏发电站无功电压控制系统自接收到电网调度机构实时下达(或预先设定)的无功功率/电压控 制指令开始,直到光伏发电站无功并网点无功功率实际输出变化量目标值与初始值之差)达到变化量 目标值的90%所需的时间
3.6 电网模拟装置gridsimhator" 模拟电网输出特性的可控交流电源
3.7 无功扰动装置reactivepowerdisturbancedevice 由有源或无源设备组成,能够输出一定容性或感性无功功率,对光伏发电站站内汇集母线/并网点 电压产生的扰动的固定或可移动的成套装置 基本规定 4.1现场条件 光伏发电站无功补偿装置检测现场条件应满足如下要求 光伏发电站配备的无功补偿装置已通过相关第三方产品检测并取得相应的检测报告， a b)光伏发电站配备的无功补偿装置应具有出厂合格证及检测报告; 检测期间,辐照度最大值应不小于400w/m,光伏逆变器并网运行,集中无功补偿装置处于 c 正常运行状态,光伏发电站并网点电压应在正常运行限值以内
4.2检测项目 光伏发电站无功补偿装置检测项目如表1所示 表1检测项目表 检测对象 序号 检测项目 对应章条号 集中无功 光伏发电站 补偿装置 连续运行范围 5.2. 控制响应特性 5.2.2 5.2.3 动态响应特性 基本性能 检测 同步性 5.2.4 控制模式切换 5.2.5 注人谐波电流 5.2.6 过压适应性检测 5.3.1 运行适应性 过欠频适应性检测 5.3.2 检测 低电压穿越检测 5.3.3
GB/34931一2017 4.3检测设备 4.3.1电网模拟装置 电网模拟装置应能模拟公用电网的电压与频率的扰动,并满足以下技术条件 与集中无功补偿装置连接侧的电压谐波应小于GB/T14549中谐波允许值的50% a b 具备电能双向流动的能力,对电网的安全性不应造成影响 向电网注人的电流谐波应小于GB/T14549中谐波允许值的50%; c d 正常运行时,电网模拟装置的输出电压基波偏差值应小于0.2% 正常运行时,电网模拟装置的输出频率偏差值应小于0.01Hz,可调节步长至少为0.05Hz 三相电压不平衡度应小于1%,相位偏差应小于1%; g 响应时间应小于0.02s
4.3.2无功扰动装置 无功扰动装置应能输出可调节的容性无功功率或感性无功功率,装置可采用无源装置通过串并联 的结糊实现,也可采用有鄙设备实现,响应时间应小于002， 电压跌落发生装置 4.3.3 电压跌落发生装置如图1所示,电压跌落宜通过无源电抗器接地短路或相间短路实现,并应满足以 下要求， 接集中无功 拨站内汇 集母线 补偿装置 图1电压跌落发生装置示意图 装置应能模拟三相对称电压跌落、相间电压跌落和单相电压跌落; a 限流电抗器x，和短路电抗器x均应可调,装置应在A点产生不同深度的电压跌落 b 电抗值与电阻值之比(X/R)应至少大于3; c d)A点三相对称短路容量应为被测光伏发电单元的3倍以上 开关S、S
应使用机械断路器或电力电子开关 e 电压阶跃时间应小于20ms
4.3.4测量设备 测量设备包括电压互感器、电流互感器和数据采集装置等
测量设备准确度应至少满足表2的要 求,电流互感器应满足GB/T20840,2的要求,电压互感器应满足GB/T20840.3的要求,电能质量测量
GB/T34931一2017 装置应满足GB/T17626.30的要求,数据采集装置采样频率不应小于10kHz
表2测量设备准确度等级要求 设备仪器 准确度等级要求 电压互感器 0.5(0.2")级 电流互感器 0.5(0.2")级 0.2级 数据采集装置 0.2级为电能质量测量时的准确度要求
4.4检测回路 光伏发电站无功补偿装置检测回路如图2所示
光伏组件 逆变器 升压变压器 光伏发电单元1 迎交 光伏组件 升压变压器 光伏发电单元2 公共电网 主变压器 光伏发电单元n 测量点 无功扰动装置 电网模拟装置/电？ 集中无功补偿装置 压跌落发生装置！ 图2无功补偿装置检测回路示意图 5 检测方法 5.1基本性能检测 5.1.1连续运行范围检测 连续运行范围检测应按如下步骤进行: 调节光伏发电站有功控制系统,发出当前最大有功功率P
; aa b)调节光伏发电站无功控制系统,发出最大感性无功并保持至少2min后恢复正常运行; c 调节光伏发电站无功控制系统,发出最大容性无功并保持至少2min后恢复正常运行 d 在光伏发电站并网点通过数据采集装置记录检测过程中光伏发电站输出的电压、电流波形,计
GB/34931一2017 算当前运行工况下光伏发电站输出的最大感性和容性无功功率， 调节光伏发电站有功控制系统,分别发出90%P,80%P、70%P,60%P,50%P、40%P 30%P尸
,20%P、10%P,(若光伏逆变器停机,则以停机前运行的最小功率为最后运行工况 重复步骤b)d); 以有功功率为横轴,无功功率为纵轴绘制光伏发电站功率运行范围包络线
5.1.2控制响应特性检测 控制响应特性检测应按如下步骤进行: a 调节光伏发电站有功控制系统,输出有功功率稳定至50%P b)调节光伏发电站无功控制系统,按图3所示:使其依次发出5.1.1检测到的最大感性无功功率 、5%Q 的100%Qm.75%Qm,50%Q.30%Q,15%Q10%Q.a R(或能输出的 最小感性无功功率值),并在每个状态下保持运行至少30s: 调节光伏发电站无功控制系统,按图3所示;使其依次发出5.1.1检测到的最大容性无功功率 的100%Qcm、75%Qcnmd %Qenmax、10%Qenm,5%Qem.或能输出的 最小容性无功功率值),并在每个状态下保持运行至少30s; d 在光伏发电站并网点通过数据采集装置记录检测过程中光伏发电站输出的电压,电流波形; 以时间为横轴,无功功率为纵轴,绘制光伏发电站无功响应特性曲线并计算响应时间和控制 e 精度; 以无功功率为横轴,并网点电压为纵轴，绘制和无功电压特性曲线.无功电压特性曲线绘制方 f 法可参见附录A
m 100% 75% 509% 30% 15% 10% 59% 注1:无功阶跃时间为1t、tst 一的时间间隔
注2:尤功保持时间为;一,一有lig一的时间间隔 图3无功调节步骤示意图 5.1.3动态响应特性检测 5.1.3.1检测原则 动态响应特性检测应满足如下原则 检测时应同时对集中无功补偿装置和参与无功调节的光伏逆变器进行检测 a
GB/T34931一2017 b 动态响应特性宜采用无功扰动装置进行检测,若条件不满足也可采用投切合适容量的电容 器/电抗器,投切汇集线路等方法进行检测 若无功扰动装置容量小于光伏发电站无功补偿装置容量时,则应按无功扰动装置能提供的最 大容量进行检测
5.1.3.2检测步骤 动态响应特性检测应按如下步骤进行 按图2连接无功扰动装置; aa 设置光伏发电站无功补偿装置与实际投人运行时一致的控制模式; b 调节光伏发电站有功控制系统,输出有功功率稳定至50%P.(若光伏逆变器不参与无功调节， c 则对光伏发电站输出有功功率不作要求) 投人无功扰动装置并调节使其输出感性无功功率为5.1.1检测到的最大感性无功功率并保持 d 至少 min 后恢复正常,测量光伏发电站站内汇集母线电压升高值U; 投人无功扰动装置并调节使其输出容性无功功率为5.1.1检测到的最大容性无功功率并保持 至少2min后恢复正常,测量光伏发电站站内汇集母线电压降低值U,; fD 投人无功扰动装置并调节使其输出感性无功功率为5.1.1检测到的最大感性无功功率; 调节光伏发电站主变压器抽头,使得站内汇集母线的电压降至90%U,+U(U
GB/T34931一2017 b 在站内汇集母线标称频率条件下,调节电网模拟装置,使集中无功补偿装置输出侧电压从额 定值分别阶跃至111%U、119%U、和111%U、119%U、之间的任意值保持至少4s后恢 复到额定值
记录集中无功补偿装置运行时间或脱网跳闸时间 在站内汇集母线标称频率条件下,调节电网模拟装置,使集中无功补偿装置输出侧电压从额定 值分别阶跃至121%U、129%U、和121%U~129%U之间的任意值保持至少0.5s后恢 复到额定值
记录集中无功补偿装置运行时间或脱网跳闸时间 d)通过数据采集装置在集中无功补偿装置输出侧记录检测过程中电压、电流波形
注:U为站内汇集母线标称电压
5.2.2过欠频适应性检测 光伏发电站过压适应性检测可依据标准GB/T31365中规定的检测方法进行检测,若只检测集中 无功补偿装置,应按照图2连接集中无功补偿装置、电网模拟装置以及其他相关设备,调节集中无功补 偿装置输出额定电流或电网模拟装置所能承受的最大电流,检测应按如下步骤进行 在站内汇集母线标称电压条件下,调节电网模拟装置,使集中无功补偿装置输出侧电压频率从 么 额定值分别阶跃至 49.55Hz,50.15Hz和49.55Hz一50.15Hz之间的任意值保持至少 20min 后恢复到额定值
记录集中无功补偿装置运行时间或脱网跳闸时间; 在站内汇集母线标称电压条件下,调节电网模拟装置,使集中无功补偿装置输出侧电压频率 从额定值分别阶跃至48.05Hz,49.45H2和48.05 49.45H2之间的任意值保持至少 10nmin后恢复到额定值
记录集中无功补偿装置运行时间或脱网跳闸时间 在站内汇集母线标称电压条件下,调节电网模拟装置,使集中无功补偿装置输出侧电压频率从 额定值分别阶跃至50.25Hz么、50.45H和50.25H一50.45H2之间的任意值保持至少2 min 后恢复到额定值
记录集中无功补偿装置运行时间或脱网跳闸时间 d 通过数据采集装置在集中无功补偿装置输出侧记录检测过程中电压,电流波形
5.2.3低电压穿越检测 5.2.3.1 检测准备 进行低电压穿越测试时,集中无功补偿装置的控制模式应与实际投人运行时一致
按照图2连接 集中无功补偿装置、电压跌落发生装置以及其他相关设备
检测应至少选取5个跌落点,其中应包含0%U，和20%U
跌落点,其他各点应在(20%50%)U、 50%75%)U.、(75%~90%)U
三个区间内均有分布,并按照GB/T19964一2012中图2曲线要求 选取跌落时间
注:U为光伏发电站内汇集母线标称电压
5.2.3.2空载测试 集中无功补偿装置投人运行前应先进行空载测试,检测应按如下步骤进行 确定被测集中无功补偿装置处于停运状态 a 调节电压跌落发生装置,模拟线路三相对称故障,电压跌落点应满足本规程5.2.3.1的要求 b 调节电压跌落发生装置,随机模拟一种线路不对称故障,电压跌落点应满足本规程5,2.3.1的 c 要求 测量并调整检测装置参数,使得电压跌落幅值和跌落时间满足图4的容差要求
d 注:线路三相对称故障指三相短路的工况线路不对称故障包含:A相接地短路、B相接地短路、C相接地短路、AB 相间短路,Bc相间短路,CA相间短路、AB接地短路,C接地短路,CA接地短路9种工况
GB/34931一2017 20ms 正 持续时间/s 图4电压跌落容差 注:0%U
和20%U
跌落点电压跌落幅值容差为+5%
5.2.3.3负载测试 应在空载测试结果满足要求的情况下,进行低电压穿越负载测试
负载测试时电抗器参数配置、不 对称故障模拟工况的选择以及电压跌落时间选取均应与空载测试保持一致,测试应满足如下要求: 将集中无功补偿装置投人运行 a b 调节集中无功补偿装置输出感性无功功率; 控制电压跌落发生装置进行三相对称电压跌落和不对称电压跌落 c d 在集中无功补偿装置输出侧通过数据采集装置记录被测集中无功补偿装置电压和电流的波 形,记录从电压跌落前10s到电压恢复正常后6s之间的数据; 调节集中无功补偿装置输出容性无功功率,重复步骤c)d). 检测文件 6.1检测文件内容 检测结果应记录并包括以下内容 被测光伏发电站的规格参数; a b 检测设备的规格参数; 现场检测环境参数; c d 被测光伏发电站无功补偿装置的检测结果 其他相关内容
e 在现场将各项检测结果如实记人原始记录表,原始记录表应有检测人员、校核人员和技术负责人 签名
6.2检测报告 参照附录C填写检测记录
GB/T34931一2017 附 录 A 资料性附录) 电压特性曲线 电压特性曲线表征光伏发电站并网点电压与输出无功功率之间的关系
电压特性曲线与光伏发电 站并网点短路容量有关,电压特性曲线如图A.1所示
说明 Qa 输出额定感性无功功率; 输出额定容性无功功率; Qcnndl V 输出额定感性无功功率时的电压值 V 输出额定容性无功功率时的电压值 V 参考电压
图A.1电压特性曲线 0
GB/34931一2017 录 附 B 规范性附录 无功响应特性计算方法 动态无功特性响应时间的计算方法如图B.1所示
系统响应时间 90%点 系统镇定时间 控制系统 响应时间 扰动检测时间 说明 控制信号输人时刻 无功功率开始变化时刻 无功功率首次达到阶跃值的90%的时刻 无功功率进人稳态时刻 扰动检测时间 -控制系统响应时间 系统响应时间 系统调节时间; -输出无功功率起始值; lo1 lo -输出无功功率目标值; 输出无功功率最大值 om 输出无功功率阶跃值 Alo 图B.1无功功率调节特性曲线 11
GB/T34931一2017 录 附 C 资料性附录) 检测报告 C.1光伏发电站基本信息 光伏发电站基本情况见表c.1
表C.1光伏发电站基本情况表 检测机构 电站名称 电站业主 建设地址 经度 电站地理位置信息 纬度 海拔 占地面积: 装机容量: 所配逆变器总额定功率 组件类型 电站基本信息 组件型号 逆变器型号 无功配置 接人电压等级: 单元升压变型号: 年均日照小时数 气候条件 夏季平均气淋 冬季平均气温 C.2 基本性能检测 C.2.1连续运行范围检测 连续运行范围检测见表C.2 12
GB/34931一2017 表C.2连续运行范围检测表 并网点电压 有功功率设定值 感性无功功率 kV kw kVar B相 C A相 P
= 90%P 80%P 70%P
0%P,自 并网点电压 有功功率设定值 容性无功功率 k kw kVar A相 B相 C相 P 90%P= 80%P 70%P一 10%P
= C.2.2控制响应特性检测 控制响应特性检测见表C.3 表C.3控制响应特性检测表 kw50%P. 光伏发电站输出有功功率 序号 无功功率设定值 无功功率实际测量值 控制精度 响应时间 100%Q kvar(感性 75%Q. kvar(感性 50%Q kvar(感性) 30%Q. kvar(感性 15%Q. kvar(感性 kvar(感性 10%Q. 5%Q. 感性) kvar 100%Q0 kvar(容性) 75%Q. kvar(容性 10 50%Qe kvar(容性 13
GB/T34931一2017 表c.3(续 lkw(50%P, 光伏发电站输出有功功率 序号 无功功率设定值 无功功率实际测量值 控制精度 响应时间 11 30%Q kvar(容性 12 15%Q. kvar(容性 0%. 13 kvar(容性 14 5%Q kvar(容性 C.2.3动态响应特性检测 动态响应特性检测见表C.4
表C.4动态响应特性检测表 kw50%P, 光伏发电站有功功率 测量最大感性无功 kvar 测量最大容性无功 kvar 无功扰动装置输出感性无功 无功扰动装置输出容性无功 kvar Var 并网点电压 动作前/动作后) 序号 动作阀值 输出无功功率 响应时间 A相 B相 C相 l10%U kvar ms 90%U. kvar ms C.2.4装置间协调性能检测 记录无功功率变化过程中光伏发电站各无功补偿装置出口侧电压、电流波形
C.2.5控制模式切换检测 记录模式切换过程中光伏发电站升压变压器低压侧的电压、电流波形,观察切换过程是否平稳
C.2.6电流谐波检测 电流谐波子群的检测记录按表C.5填写
14
GB/34931一2017 表c.5谐波检测表 口无功功率Q 电压等级 相电流谐波子群有效值 功率区间 kW 谐波次数 2叫" 50h THDS 过压适应性检测 C.2.7 过压适应性检测见表C.6
表c.6过压适应性检测表 集中无功补偿装置 集中无功补偿装置 设定时间 运行时间 是否跳刚 输出侧设定电压 输出侧实测电压 01%U
>20s 109%U
>20s 101%U
109%U， >20s 1119%U
>4 119%U
4s 111%u
119%u. 121%C. 0.5s 129%U
>0.5s 121%U， 129%U， >0.5s 15
GB/T34931一2017 C.2.8过欠频适应性检测 过欠频适应性检测见表C.7
表C.7过欠频适应性检测表 集中无功补偿装置 集中无功补偿装置 设定时间 运行时间 是否跳闸 输出侧设定电压频率 输出侧实测电压频率 49.55Hz >20min >20min 50,15Hz 49.55Hz 50.15Hz 20min 48.05Hz >l0minm 49.45Hz >l0min 48.05Hz 49.45H l0min 50,.25Hz >2min 51.45Hz >2min 50.15Hz心 <51.45Hz >2min C.2.9低电压穿越检测 低电压穿越检测见表C.8
表C.8低电压穿越检测信息表 故障类型 三相对称跌落 两相不对称跌落 序号 2 Q No. Q 日期 Date 时间 Time 交流侧电压 U/(kV) 无功输出功率 Q/(kvar) 跌落时间 t/(s U/U 电压跌落比 16
光伏发电站无功补偿装置检测技术规程GB/T34931-2017解读
近年来，随着环保意识的增强和能源结构调整的推进，在我国各地建设的光伏发电站数量不断增加。光伏发电作为一种优秀的清洁能源，具有广阔的应用前景。而在光伏发电中，无功补偿装置是非常关键的组成部分之一。
根据《光伏发电站无功补偿装置检测技术规程GB/T34931-2017》，无功补偿装置应该具备以下特点：
- 反应速度快、动态性好
- 稳态补偿效果好、静态误差小
- 具有良好的动态稳定性和电压调节能力
- 低损耗，高效率
此外，无功补偿装置还应该满足一些其他的要求，例如工作环境温度范围、安全可靠性等。
在光伏发电站中，无功补偿装置的重要性不言而喻。合理使用无功补偿装置可以显著提高光伏发电的效率和稳定性。同时，为了确保无功补偿装置的质量和可靠性，GB/T34931-2017对无功补偿装置的检测方法进行了规定。
根据该标准，无功补偿装置的检测应该包括以下内容：
- 基本要求：测试设备的基本要求和限制条件
- 检查项目：对无功补偿装置进行各项功能测试
- 测试方法：对每个检查项目进行详细的测试方法规定
通过对无功补偿装置的检测，可以确保其能够完整地实现自身的功能，并且与其他组件协调工作，从而提高光伏发电的效率和稳定性。
总之，无功补偿装置在光伏发电站中具有非常重要的作用。通过GB/T34931-2017规程中对其检测方法的规定，可以确保无功补偿装置的质量和可靠性，从而提高整个光伏发电站的效率和稳定性。
