双馈式风力发电机组风电场电能质量测试优化方案

华能包头茂明风电场是华能包头风力发电有限公司投资建设中的大型风力发电场，位于内蒙古西北部的达茂旗境内，在包头白云鄂博东南部，占地总面积为90.3km²。该风电场65m高度年平均风速为7.8m/s；年有效风能密度为417.3W/m²；年有效风时7705h（4～25m/s）；年利用小时数（满负荷小时数）2461.7h。破坏性风速极小，风速变化规律和电网负荷曲线相一致，具有稳定度大，持续性好，风能品质高的特点。

华能包头茂明风电场工程机组一期采用东汽FD70B的双馈型风力发电机组，单机容量1.5 MW，于2009年7月并网发电，共计33台，装机容量为49.5 MW。华能包头茂明风电场内建设的220kV升压站于2009年7月中旬正式建成投入运行。工程装设有载调压式主变压器1台，容量为100MV·A；220kV系统接线方式为单母线接线方式，接入对端220kV望海变电站；本站装设35kV动态无功补偿装置1套，容量共20Mvar，生产厂家为荣信电力电子有限公司；35kV站用干式变压器1台，容量为630kV·A；10kV站用干式变压器1台，容量为630kV·A。

风电场工程的接入系统方案：风机出口电压为690V，经35kV箱式变压器升压后通过4回35kV集电电缆，送至风电场220kV升压站（主变容量为100MV·A 1台），接入220kV望海变电站，并入蒙西电网。35kV母线采用荣信电力电子有限公司生产的动态无功补偿装置，容量为20MV·A。

华能包头茂明风电场基本参数见表8-9。

表8-9 华能包头茂明风电场基本参数

（续）

华能包头茂明风电场入网参数测试结果如下。

1.使用仪器仪表及测试环境

（1）Fluke 435电能质量分析仪

（2）测试时间：2009-10-20T15：00

（3）测试时平均风速为10.9 m/s

（4）测试时风场有功负荷为18.5MW

（5）测试时未投入无功补偿装置

（6）测试位置：220kV茂明线电能计量屏

2.技术参数(www.xing528.com)

（1）220kV线路侧CT电流比：600A∶5A

（2）220kV线路侧PT电压比：220kV∶100V

3.规范性引用文件

（1）内蒙古电网风电场接入电网技术规定（讨论稿）

（2）GB/T 20320—2006风力发电机组电能质量测量和评估方法

（3）GB/Z 19963—2005风电场接入电力系统技术规定

4.电能质量测试分析及结论

220kV线路侧电压质量测试分析及结论见表8-10。

表8-10 220kV线路侧电压质量测试分析及结论

220kV线路侧电流质量测试分析及结论见表8-11。

表8-11 220kV线路侧电流质量测试分析及结论

风电场电能质量的优劣对电力系统产生直接的影响，加强风力发电场的电能质量监测十分必要。从本次测试数据分析来看，华能包头茂明风电场工程的电能质量各项指标中包括电压变动、电压闪变、频率偏差、谐波电流等满足内蒙古电网风电场接入电网技术规定（讨论稿）及国标GB/T 20320—2006和GB/Z19963—2005中对风电场接入电力系统的技术要求。针对本次测试结果，建议风场技术人员进一步加强电能质量监督管理，收集风电场电能质量测试数据，积累基础资料，有条件时积极采取措施改善电能质量，以确保电力系统与风电场的安全稳定运行。由于风场未提供最小短路容量，在本次测试结果中各次谐波电流含量按国标220kV基准短路容量计算。

测试数据及录波图参见附录1。