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1、风电机组控制及保护性能监督导则1概述本导则规定了风力发电机组功率曲线验证、并网要求、变桨紧急电源、保护性能技术监督的技术要 求。2适用范围本导则适用于上风向、管式塔风力发电机组。3术语和定义3.1 低电压穿越 low voltage ride through当电力系统事故或扰动引起并网点电压跌落时，在一定的电压跌落范围和时间间隔内，风电机组/风电场能够保证不脱网连续运行。3.2 风电场并网点 point of connection of wind farm风电场升压站高压侧母线或节点。3.3 失电保护 grid failure protection风力发电机组由于电网断电、箱变故障等原因突然与
2、电网脱离后，机组使用紧急电源等使气动刹车 动作，叶轮转速降低，刹车制动，将机组恢复至停机状态。4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/T 18451.2-2012 风力发电机组 功率特性测试GB/T 19963-2011风电场接入电力系统技术规定NB/T 31018-2011风力发电机组变桨控制系统技术规范5监督范围风电机组控制及保护性能监督应包括以下项目：a)功率曲线验证及叶片完好性；b)并网性能要求，包括低电压穿越、有功、无功控制；c)变桨系统动力源（
3、变桨蓄电池及蓄能器）；d)机组控制系统及保护性能：包括主控系统、SCADA及机组内部通信、变桨系统、变频系统以 及急停、扭缆、振动保护、超速、高温、失电保护、烟雾报警、紧急照明等。6监督内容及要求6.1 功率曲线验证6.1.1对于符合功率曲线验证条件的新建、扩建、改建风电场，在出质保期前每种机型至少检测 1台。6.1.2功率曲线验证工作应严格按照GB/T 18451.2-2012 风力发电机组 功率特性测试标准执行。6.1.3一般要求测量值不低于保证值的 95%（以轮毂高度处各年平均风速下计算年发电量为准）。6.2 并网要求6.2.1风电机组并网的相关技术要求主要包括低电压穿越、运行适应性（电
4、压、频率）,参照 GB/T19963-2011 的要求执行。6.2.2检测内容应根据当地电网公司要求进行，一般情况下每种机型检测 1 台。6.2.3在运行风电场可结合电网电压波动及其他异常状态下风电机组的实际表现对其电压、频率、低 电压穿越等功能进行辅助性监测。6.2.4风力发电机组低电压穿越能力的技术要求如图 1 所示：1.21.11并网点电压(pu)0.90.80.70.60.50.40.30.20.10电网故障引起电压跌落要求风电机组 不脱网连续运行风电机组可以从电网切出-100.6251234时间 (s)图1低电压穿越技术要求a)风电场并网点电压跌至20%额定电压时，风电场内的风力发电
5、机组能够保证不脱网连续运行625ms；b)风电场并网点电压在发生跌落后2s内能够恢复到额定电压的90%时，风电场内的风力发电机 组能够保证不脱网连续运行；6.2.5当风电场并网点的电压在标称电压的 90%110%之间时，风电机组应能正常运行；当风电场并网点电压超过标称电压的 110时，风电场的运行状态由风电机组的性能确定。6.2.6具有低电压穿越功能的机组应有相应的合格证书或认证证书。6.2.7风力发电机组应在表 1 所示电力系统频率范围内按规定运行：表1 风电机组在不同电力系统频率范围内的运行规定电力系统频率范围要求低于48Hz根据风电场内风电机组允许运行的最低频率而定4849.5Hz每次频
6、率低于49.5Hz时要求风电场具有至少运行30min的能力49.550.2Hz连续运行高于50.2Hz每次频率高于50.2Hz 时，要求风电场具有至少运行5min 的能力，并执行电力系统调度机构下达的降低出力或高周切机策略，不允许停机状态的风电机组并网6.3 变桨系统备用动力源6.3.1电动变桨系统备用电源包括电池或超级电容，电池类型一般为阀控式铅酸蓄电池。6.3.2变桨状态包括正常运行、故障变桨、急停变桨、手动变桨等几种，电动变桨系统应重点监控电 压、电流、内阻、容量，以及极端环境（低温、高温等）下紧急电源状态的变化。6.3.3变桨电池性能检测。利用外部设备全面检测变桨电池电压、内阻、容量等
7、，可以采用在线式和 离线式两种方式，要求电池容量不低于标称容量的 80%，超出范围的必须进行更换。测试要求在维护 期间每台机组每 6 个月至少要进行 1 次，出质保期验收时全部机组进行次。6.3.4超级电容测试内容包括电压、容量等，测试根据厂家要求进行，测试要求在调试阶段进行 1次，维护期间每台机组每 6 个月至少要进行 1 次。6.3.5变桨电池或超级电容需严格按照厂家要求的年限进行检测及更换。6.3.6备用蓄能器主要检测压力是否正常，蓄能罐无锈蚀，要求在调试阶段检查 1 次，维护期间每台 机组每 6 个月至少要检查 1 次。6.3.7变桨系统功能测试：进行紧急变桨或故障变桨，要求所有叶片同
8、时顺桨，变桨速度、通讯信号正常。测试要求在调试阶段进行 1 次，维护期间每台机组每 6 个月至少进行 1 次。6.3.8对于定桨距机组，叶尖机构应能够正常动作，每台机组每 6 个月至少检查一次。6.4 控制及保护性能6.4.1机组应设置急停、扭缆保护、振动保护、超速保护、高温保护、失电保护、紧急照明等基本保 护功能，并需要有基本的消防功能，比如烟雾报警等。6.4.2机组紧急照明安装位置应包括塔筒、机舱、轮毂等。6.4.3机组必须在明显的位置设置必要的急停按钮。6.4.4安全链整体每台机组每 6 个月至少测试 1 次，严禁在软件、硬件中屏蔽安全链。6.4.5风电机组的急停、扭缆、振动保护、超速、
9、高温、烟雾报警、紧急照明等项目应在调试阶段检 测 1 次，维护期间每台机组每年至少要测试 1 次。6.4.6失电保护应在试运行之前每种机型至少测试 1 台。6.4.7SCADA 系统实时显示机组信息，并将风电机组运行数据定期妥善存储。6.4.8严禁在 SCADA 系统所属各计算机上进行与工作无关的事情，并严禁非专用计算机连接到SCADA 各通讯接口。6.4.9SCADA 通信信道应每年测试 1 次，信噪比、传输速率、信号衰减等技术指标应达到设计要求。6.4.10机组叶片应无严重污染、无开裂、无哨声，接地系统正常；叶片转动顺畅，无卡滞现象。6.4.11机组各叶片间平衡度满足出厂时要求，根据具体运
10、行情况进行检查。6.4.12机组必须设置扭缆保护装置，每台机组保护装置每年至少测试 1 次。6.4.13机组偏航速度满足出厂要求，每年至少检查 1 次。6.4.14机组在因振动、扭缆、超速、高温（过热）、急停、主控程序异常等造成停机时，严禁在查出 具体故障点之前复位或启动机组。6.4.15机组在运行过程中主控程序异常时（死机、退出运行等），禁止断开机组控制电源。6.4.16机组温度检测应包含机舱、环境、控制柜内温度、发电机前后轴承、发电机绕组、齿轮箱高速 轴轴承、齿轮箱油温、主轴轴承（前后）、液压站油温、变频器 IGBT 内核温度、电动变桨备用电池温度等。6.4.17自动灭火装置须有防误动功能
11、，每年检查 1 次。6.4.18风速仪、风向标等传感器必须进行抽样标定，每年抽检比例不低于 10%，并保证每种机型至 少抽检 1 台。6.4.19机械刹车应能可靠制动，制动压力准确，刹车间隙符合厂家设计要求；刹车盘无裂纹，无严重磨损；刹车机构无漏油。并保证每台机组每年检测 1 次。6.4.20电容器容值应每 2 年检测 1 次，容值低于 80%的应进行更换。6.4.21机组主电缆转弯处不应出现直角；各柜体控制电缆接线牢固，端子线头不应有拉伸受力现象。6.5 检测周期内容检测项目检测周期检测依据备注功率曲线功率曲线验证出质保期前每个机型测试1台GB/T 18451.2-2012投运风电场根据现场情况决定并网要求低电压穿越运行适应性（频率、电压）根据国家行业要求GB/T 19963-2011变桨紧急电源变桨蓄电池 变桨超级电容 蓄能器常规检查调试时检查1次，以后每年每台机组2次NB/T 31018-2011非常规检查出质保期检测1次，以后每年每台机组2次保护性能急停、扭缆、振动保护、超速、烟 雾报警及自动灭火装置等调试阶段测试1次，以后每年每台机组2次各供货商技术要求失电保护试运行验收时每种机型检测1次
