风电并网安全评价报告.docx

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风电并网安全评价报告

前言

为贯彻“安全第一、预防为主、综合治理”的方针，依据《电力安全生产监管办法》（电监会令第2号）、《发电厂并网运行管理规定》（电监市场〔2006〕42号）、《发电机组并网安全性评价管理办法》（电监安全〔2007〕45号）和国家电力监管委员会华北监管局《华北区域发电机组并网安全性评价实施细则》等有关规定，大同煤矿集团电力能源有限公司委托XXXX工程技术XX有限公司（简称XXXX）对XX一期49.5MW风电机组进行并网安全性评价。

XXXX制定了《同煤集团电力能源有限公司XX一期49.5MW风电项目并网安全性评价工作方案》，组成了评价专家组，经山西省电力监管专员办公室（以下简称山西电监办）审核、确认。

专家组于2013年7月16日～21日，依据《华北区域风力发电机组并网安全性评价标准（试行）》及相关文件对风电场进行现场检查、部门走访、资料查询，了解风电机组并网安全运行相关情况，编制了《大同煤矿集团电力能源有限公司XX一期49.5MW风电机组并网安全性评价报告》。

专家组在现场查评过程中得到了山西电监办的直接指导和大同煤矿集团电力能源有限公司领导及有关人员的密切配合，在此表示诚挚的感谢！

1概述

1.1评价目的

发电机组并网安全性评价目的是贯彻“安全第一，预防为主，综合治理”的方针，为发电机组并网发电提供科学依据，检查发电机组涉网电气设备是否存在危及电网安全稳定运行的危险因素，评价发电机组涉网电气设备是否符合国家有关并网安全运行的法律、法规及技术标准；对未达到并网发电要求的系统或单元提出安全补偿及补救措施，以利于提高涉网电气设备的本质安全程度，满足电厂安全运行的要求。

1.2评价依据

1.2.1国家法律、法规

（1）《中华人民共和国安全生产法》（国家主席令第70号）；

（2）《中华人民共和国电力法》（国家主席令第60号）；

（3）《中华人民共和国消防法》（国家主席令第4号）；

（4）《电力安全事故应急处理和调查处理条例》（国务院令第599号）；

（5）《电力监管条例》（国务院令第432号）。

1.2.2电力监管规范

（1）《电力安全生产监管办法》（电监会令第2号）；

（2）《电力二次系统安全防护规定》（电监会令第5号）；

（3）《发电厂二次系统安全防护方案》（电监安全〔2006〕34号）；

（4）《发电厂并网运行管理规定》（电监市场〔2006〕42号）；

（5）《发电机组并网安全性评价管理办法》（电监安全〔2007〕45号）；

（6）《华北区域发电机组并网安全性评价实施细则》（2010年12月）；

（7）《华北区域风力发电机组并网安全性评价标准（试行）》（2008年10月）。

1.2.3国家标准、规范

（1）《变压器油中溶解气体分析和判断导则》（GB/T7252-2001）；

（2）《电力变压器第二部分温升》（GB1094.2-1996）；

（3）《金属封闭母线》（GB/T8349-2000）；

（4）《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》（GB50150/2006）；

（5）《继电保护和安全自动装置技术规程》（GB14285-2006）；

（6）《电力技术监督导则》（DL/T1051-2007）；

（7）《高压架空线路和发电厂、变电所环境污区分级及外绝缘选择标准》（GB/T16434-1996）；

（8）《风力发电机组控制器技术条件》（GB/T19069-2003）；

（9）《风力发电机组安全要求》（GB18451.1-2001）；

（10）《风力发电机组装配和安装规范》（GB/T19568-2004）；

（11）《风力发电机组塔架》（GB/T19072-2003）；

（12）《风力发电机组齿轮箱》（GB/T19073-2003）；

（13）《风电场接入电力系统技术规定》（GB/Z19963-2005）；

（14）《电力安全工作规程（变电站和发电厂电气部分试行）》（GB26860-2011）。

1.2.4电力行业标准、规范

（1）《电力调度自动化系统运行管理规程》（DL/T516-2006）；

（2）《电力系统通信管理规程》（DL/T544-1994）；

（3）《电力系统通信站防雷运行管理规程》（DL548-1994）；

（4）《电力变压器运行规程》（DL/T572-1995）；

（5）《电力设备预防性试验规程》（DL/T596-2005）；

（6）《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》（DL/T620-1997）；

（7）《交流电气装置的接地》（DL/T621-1997）；

（8）《变压器油中溶解气体分析和判断导则》（DL/T722-2000）；

（9）《电力系统用蓄电池直流电源装置运行与维护技术规程》（DL/T724-2000）；

（10）《电力系统安全稳定导则》（DL755-2001）；

（11）《地区电网调度自动化设计技术规程》（DL/T5002-2005）；

（12）《电力系统调度自动化设计技术规程》（DL/T5003-2005）；

（13）《电力设备典型消防规程》（DL5027-1993）；

（14）《电力工程直流系统设计技术规程》（DL/T5044-2004）；

（15）《风力发电工程施工组织设计规范》（DL/T5354-2007）；

（16）《风力发电场设计技术规范》（DL/T5383-2007）；

（17）《风力发电场运行规程》（DL/T666-2012）；

（18）《风力发电场检修规程》（DL/T797-2012）；

（19）《风力发电场安全规程》（DL796-2012）；

（20）《风力发电场监控通讯》（IEC61400-25）；

（21）《风力发电组防雷》（IEC61400-24）；

（22）《风力发电机组第一部分安全要求》（IEC61400-1）；

（23）《风电场工程等级划分及设计安全标准（试行）》（FD002-2007）；

（24）《电网运行准则》（DL/T1040-2007）；

（25）《电力变压器运行规程》（DL/T572-2010）；

（26）《电力变压器检修导则》（DL/T573-2010）；

（27）《有载分接开关运行维护导则》（DL/T574-1995）；

（28）《高压配电装置设计技术规程》（DL/T5352-2006）；

（29）《微机继电保护装置运行管理规程》（DL/T587-2007）；

（30）《继电保护和电网安全自动装置检验规程》（DL/T995-2006）。

1.2.5安全行业标准

（1）《安全评价通则》（AQ8001-2007）；

（2）《安全验收评价导则》（AQ8003-2007）；

（3）《生产经营单位生产事故应急预案编制导则》（AQ/T9002-2006）。

1.2.6参考标准、规范

（1）《国家电网公司十八项电网重大反事故措施（试行）》（国家电网公司2007年4月1日实施）；

（2）《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求―继电保护实施细则》（国电调〔2002〕138号）；

（3）《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》（国电发〔2000〕589号）；

（4）《高压开关设备反事故技术措施》（国电发输电输〔1999〕72号文）；

（5）《电力系统电瓷外绝缘防污闪技术管理规定》（能源电〔1993〕45号）；

（6）《防止电气误操作装置管理规定（试行）》（能源安保〔1990〕1110号）；

（7）《电力系统继电保护技术监督规定》（电安生〔1997〕356号）；

（8）《华北电网风电场接入电网技术规定（暂行）》华北电网调〔2008〕16号。

1.2.7电厂提供的有关技术文件

大同煤矿集团电力能源有限公司制定的各项规章制度、运行规程以及上级针对工程建设的批复文件和有关安装、调试单位提交的各项交接试验报告等资料。

1.3评价范围

根据《风力发电厂并网安全条件及评价（试行）》、《华北区域发电机组并网安全性评价实施细则》及《安全评价通则》等规范文件中关于并网安全性评价的要求，确定大同煤矿集团电力能源有限公司XX一期49.5MW风电机组并网安全性评价范围如下：

涉及电网安全稳定运行的必备项目、电气一次设备、二次设备、调度运行、安全生产管理。

1.4评价程序

评价程序见图1-1。

图1-1并网安全性评价程序

2风电场基本情况

2.1企业及工程概况

2.1.1公司简介

大同煤矿集团电力能源有限公司风电分公司（以下简称同煤风电分公司）成立于2012年1月10日，是大同煤矿集团电力能源有限公司的全资子公司。

同煤电力风电分公司山阴XX49.5MW风电场项目是在山西省内建设的第一个风电项目，该项目为绿色能源环保型项目，对节能减排、增加清洁能源供应、保护环境、实现可持续发展有着重要意义。

2.1.2工程概况

同煤电力风电分公司XX风电项目一期工程由山西省电力勘测设计院设计。

项目2010年进行选址，同年测风，同时开展前期工作，于2011年11月获山西省发改委核准。

2011年5月开工建设，2012年10月1日投入运行，目前机组运行状态良好。

XX风电项目一期工程建设规模为49.5MW，安装三一电气SE8215型1500kW双馈风力发电机组33台。

每台风力发电机接1台1600kVA箱式变电站，将风力发电机输出690V电压升至35kV，经2回35kV集电线路进入风电场升压站，再经1台100MVA变压器，将电压从35kV升压至110kV后，经1回110kV织翠线送入朔州翠微220kV变电站110kV母线，并入电网。

2.1.3公司安全管理

同煤电力风电分公司为了贯彻“安全第一、预防为主、综合治理”的安全生产方针，根据《中华人民共和国安全生产法》的要求，结合本单位的具体情况，确定了各级安全生产第一责任人。

总经理为公司安全生产第一责任人，各部门负责人为部门安全生产第一责任人。

公司有健全的安全管理机构及安全管理网络，公司设安全生产部全面负责安全生产管理工作。

安全生产部设部长1名，安全监督专职人员1人，负责安全管理的日常工作。

同煤电力风电分公司根据有关法律、法规和条例要求，制定了各项安全生产管理制度、安全操作规程和相关应急预案，各规章制度具有适用性和可操作性，对安全生产起到了强化和保障作用。

2.1.4风电场一、二次系统及设备情况

2.1.4.1风电场一次系统

同煤电力风电分公司山阴XX一期风电场装设单机容量1500kW的风力发电机组共33台，风机采用的是1机1变的接线方式，单台风力发电机组出口电压690V，经箱式变电站升压为35kV，通过35kV集电线路送入风电场110kV升压站。

33台风力发电机组分成17台和16台2组，分别经集电线路I线、集电线路II线引至110KV升压站35kV母线侧。

风电场升压站主变容量为1×100MVA，电压等级110/37kV。

110KV采用单母线接线方式，35kV采用单母接线，规划采用单母线分段接线。

风电场以1回110kV织翠线送朔州翠微220KV变电站110kV母线。

山阴XX风电场电气一次系统接线图见附图。

2.1.4.2风电场二次系统

2.1.4.2.1继电保护及安全自动装置

山阴XX一期49.5MW风电场项目工程继电保护装置包括：

主变保护2套：

南瑞继保RCS-9678C型主后一体保护装置（2套）；主变非电量保护装置：

南瑞继保生产的RCS-974A型；110kV线路保护2套：

北京四方继保自动化CSC-163A型线路保护（2套）；35kV母线差动保护1套：

南京南瑞RCS-915AB型母线差动保护装置。

山阴XX一期49.5MW风电场项目工程安全自动装置包括：

CSC2000（V2）监控系统（北京四方继保自动化）、110kV线路故障录波ZH-5（武汉中元华电）、主变故障录波WY9（国电武仪）、远动工作站CSM-320EM（北京四方继保自动化）、卫星时钟YJD-2000（上海申贝）、信息子站I-POFAS-2（上海许继电气）。

2.1.4.2.2风力发电机组控制系统及低电压穿越性能

1、控制系统

风机控制系统是风力发电机组最核心的部件之一。

他的基本目标包括三点：

保证机组可靠运行、获取最大能量、提供良好的电能质量。

风机控制系统由主控控制系统和变桨控制系统组成。

1）主控控制系统

主控控制系需要根据功率以及风速自动进行转速和动率控制；根据功率因数进行无功补偿；机组运行过程中，对电网、风况进行检测和记录，对出现的异常情况能够自行判断并采取相应的保护措施，而且能根据记录的数据生成各种图表，反映风力发电机的各项性能指标；对在风电场中运行的风力发电机组，还具备远程通信功能。

主控控制系统的硬件载体由机舱控制柜、塔底控制柜和传感器组成。

2）变桨控制系统

变桨控制系统是风力发电机组一个独立的子控制系统，它的功能是根据主控制器发出的指令调节桨叶的角度，实现风力发电机功率、启动、停机以及紧急停机的控制。

变桨控制系统为三柜体机构，为每个桨叶分别配备一套独立的电驱动变桨控制柜，机械部分包括回转支承，减速器和传动机构等。

减速机固定在轮毂上，回转支承的内环安装在叶片上，叶片回转支承的外环固定在轮毂上。

当变桨系统上电后，电动机带动减速机的输出小齿轮旋转，而且小齿轮与回转支承的内环啮合，从而带动回转支承的内环与叶片一起旋转，实现了改变桨距角的目的。

风机的主控控制系统与变桨控制系统控制器、变桨控制器与变桨驱动器、变桨驱动器与冗余编码器是通过CAN总线进行通信。

主控控制系统将变桨的角度与速度或是开桨收桨命令通过通信总线发给变桨控制系统，变桨控制系统执行命令完成变桨动作；当风机其他部位出现故障时，主控控制系统会触发安全链，通知变桨控制系统进入急停收桨状态；当变桨系统内部出现故障时，变桨系统也会进入急停收桨状态，并通知主控控制系统；当供电系统出现故障时，备用电源供电进入急停状态，并通知主控控制系统。

2、低电压穿越

风电机组低电压穿越LVRT（LowVoltageRideThrough），指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。

三一电气SE8215型风电机组低电压穿越特性见下图，图中level1是指电网电压恢复到该电压时，风机恢复正常运行，该电压为90%电网额定电压。

Level2为电网电压的跌落深度，该参数可以进行设定，最低为20%的电网额定电压。

t2为电网电压跌落到最低一直到恢复时的时间，最长可以到625ms。

t1为电网电压低于风力发电机组工作电压的时间，最长为2000ms。

在图中所示的曲线上部及阴影部分，风力发电机组都能够保持在并网运行。

在所示曲线下部，风力发电机组将会脱网。

图2-1低电压穿越的特性曲线

三一电气技术有限公司于2012年1月—2012年2月委托中国电力科学研究院风电并网研究和评价中心对三一电气SE8215型风电机组进行低电压穿越测试，测试结论：

SE8215型风电机组满足国家电网公司企业标准《风电场接入电网技术规定》（Q/GDW392-2009）对低电压穿越能力的要求。

2.1.4.3涉网主要电气设备的技术规范

同煤电力风电分公司山阴XX一期49.5MW风电场项目工程装设三一电气SE8215-L3型风力发电机组33台，单机容量1500kW；风电场110kV升压站主变压器为江苏上能特种变压器有限公司生产的SZ11-100000/110型变压器；风机的0.69/35kV箱式变压器为山东泰开生产的型号为S11-M-1600/35组合式箱式变压器；35kV开关柜采用山东泰开生产的KYN61-40.5型开关柜；110kV断路器采用华仪电气生产的LW36A-126（H）/T3150型户外高压六氟化硫断路器。

山阴XX110kV升压站采用单母线接线方式，主变保护2套：

南瑞继保RCS-9678C型主后一体保护装置（2套）；主变非电量保护装置：

南瑞继保生产的RCS-974A型；110kV线路保护2套：

北京四方继保自动化CSC-163A型线路保护（2套）；35kV母线差动保护1套：

南京南瑞RCS-915AB型母线差动保护装置。

箱式变压器的0.69/35kV升压变高压侧采用40.5kA高压熔断器提供过流保护。

涉网主要电气设备的技术规范见表2-3。

表2-3风电机组主要设备配置基本情况

三一电气SE8215风电机组信息：

风电机组型号

SE8215-L3

风电机组类型

3叶片、水平轴、上风向

叶轮直径

83.3m

轮毂高度

70m

叶片控制（变桨/失速）

变桨

转速控制（定速/双速/变速）

变速

额定功率，Pn

1500kW

额定视在功率，Sn

1650kVA

额定电压，Un

0.69kV

额定频率，f

50HZ

控制系统软件版本

三一电气风场监控软件V2.0版

叶片类型和序列号

三一电气SYFB3406

齿轮箱类型和序列号

一级行星齿轮二级平行轴

南高齿SYZ15A

发电机类型和序列号

双馈异步发电机

三一电气YSK15-04A

变流器类型和序列号

双馈变流器ABB

ACS800-67-0480/0770-7

变流器CROWBAR类型

有源-ACBU-A1+ACS800-67

涉网主要电气设备信息：

主变压器

型号

SZ11-100000/110

额定容量（MVA）

100

额定电压（kV）

（121±8×1.25%）/37/15kV

额定电流（A）

477.1/1560A

结线组别

YNyn0+d

制造厂

江苏上能斯特变压器有限公司

箱式

变压器

型号

S11-M-1600/35组合式箱变

额定容量（MVA）

1.6

额定电压（kV）

37±2*2.5%/0.69kV

额定电流（A）

24.97A/1338.82A

结线组别

D,yn11

制造厂

山东泰开箱变有限公司

高压

断路器

型号

LW36A-126H

额定电压（kV）

126

额定电流（kA）

3.15

额定遮断电流（kA）

制造厂

浙江华仪电器科技股份有限公司

并网接线

升压站接线

线变组

并网通道回路

1回

保护配置

35kV母线

型号

RCS-915AB母线保护

制造厂

南京南瑞

110k线路

型号

CSC-163A线路保护（两套）

制造厂

北京四方继保自动化股份有限公司

主变压器

型号

RCS-9678C（两套）主变电量保护

RCS-974A主变非电量保护

制造厂

南瑞继保电气

厂用电

系统

高厂变

型号

SCB10-500/35

容量（kVA）

500

制造厂

天津天能变压器有限公司

2.2风电场污秽等级

公司所在地污秽等级为III级。

公司生产无排放污染物。

2.3企业自查情况

对照《华北区域风力发电机组并网安全性评价标准（试行）》以及华北电监安全〔2011〕83号《关于进一步完善华北区域风力发电机组并网安全性评价标准部分条款的通知》，同煤电力风电分公司于2013年4月对XX49.5MW风电场开展了并网安全性评价的自评价工作，成立了风电场并网运行安全性评价领导小组及自查组，根据风电场管理及设备状况提出具体要求，对风机并网运行安全性评价工作统筹安排，将各评价项目逐条分解、落实专人负责，确定了评价工作阶段目标及完成时间，并按计划逐条进行了认真的检查落实。

在自评价过程中，公司各专业人员严格把关、认真查评，并将自查发现问题进行整改，完成了并网安全评价自查报告，自评价工作符合《华北区域风力发电机组并网安全性评价标准（试行）》的有关要求，评分项目共有190项条款，其中电气一次设备评分项有69项条款，二次设备有94项条款，调度运行有10项条款，安全管理有17项条款，其中4项为无关项未查评，实际查评186项。

经过自评，应得分2530分，实得分为2438分，得分率为96.36％。

各评价单元得分率都在90%以上，符合并网运行安全条件。

通过开展风机并网安全性评价工作，公司将自查发现的影响电网安全运行问题全部进行了整改，提高了风机的安全运行可靠性。

目前机组运行状态良好，满足电网安全的要求，能够向电网安全可靠地提供优质电能。

3评价单元划分及评价方法的选择

3.1评价单元的划分

根据《华北区域风力发电机组并网安全性评价标准（试行）》的划分原则，本次评价主要分15个单元：

（1）发电机组

（2）主变压器和高压并联电抗器

（3）外绝缘和构架

（4）过电压保护和接地

（5）高压电器设备

（6）场（站）用配电系统

（7）防误操作技术措施

（8）并网继电保护及安全自动装置

（9）调度自动化

（10）通信

（11）直流系统

（12）二次系统安全防护

（13）风力发电机组控制系统

（14）调度运行

（15）安全生产管理

3.2评价方法的选择

根据《华北区域风力发电机组并网安全性评价标准（试行）》的要求，本次评价主要采用安全检查表法。

安全检查表是为了系统地发现工厂、车间，工序或机器、设备、装置以及各种操作管理和组织措施中的不安全因素，事先把检查对象加以分析，把大系统分割成小的系统，查出不安全因素所在，然后确定检查项目，以提问的方式，将检查项目按系统或子系统顺序编制成表，以便进行检查。

4查评情况

4.1必备项目无关项

按照《华北区域风力发电机组并网安全性评价标准（试行）》和“关于进一步完善《华北区域风力发电机组并网安全性评价标准（试行）》部分条款的通知”（华北电监安全〔2011〕83号），必备项目应查评22条，实际查22条。

必备项目无无关项。

4.2必备项目查评情况

评价组现场查阅有关大同煤矿集团电力能源有限公司XX一期49.5MW风电机组工程上级批复文件及相关的图纸、设备技术说明书、安装交接试验报告、机组调试报告和大同煤矿集团电力能源有限公司制定的运行、检修规程、安全管理制度和反事故措施等，并与有关专业人员进行了充分的技术咨询和交流，以及现场设备查看，对22条必备项目进行了查评。

查评结果认为该风电场各项资料比较齐全，各项试验和检验数据符合国家有关规定和行业有关标准的要求，必备项目均符合要求。

查评情况见表4-1。

表4-1山阴XX一期49.5MW风力发电场并网安全性评价必备项目查评情况表

序号

查评内容

查评情况及结果

新建风力发电场应具有齐全的立项审批文件，满足国家规定的各项建场要求；完成按基本建设要求的各项试验并经具有相关资质的机构验收合格。

查阅相关资料：

同煤电力能源风电分公司XX49.5MW风电项目于2011年11月28日经山西省发展和改革委员会核准，核准文件为《山西省发展和改革委员会关于大同煤矿集团电力能源有限公司山阴XX风电场49.5兆瓦风力发电项目核准的批复》（晋发改新能源发[2011]2321号）。