国内外风电并网标准比较研究
戴慧珠，迟永宁
【摘 要】我国的风电并网国家标准GB/T 19963—2011《风电场接入电力系统技术规定》于2011年12月发布，并于2012年6月1日起开始实施。从我国风电发展现状及大规模风电并网带来的技术问题出发，阐述了风电并网国家标准制定的必要性，对其中重要的技术条款进行了深度解释，并与其他风电装机较多国家的风电并网标准进行了对比研究。我国风电并网国家标准的制定与实施，将有助于提高我国风力发电的技术水平，并确保包含大规模风电在内的电力系统安全稳定运行。 【期刊名称】中国电力 【年(卷),期】2012(045)010 【总页数】7
【关键词】风力发电；并网标准；动态无功；低电压穿越；接入系统测试
0 引言
2012年6月底，中国并网风电达52580MW[1]（不包括台湾地区），美国为46919MW，德国为29060MW，西班牙为21674MW。中国风电装机占世界风电装机的比例达到26.3%，已成为世界风电总装机容量最多的国家。同时中国局部地区的风电装机也达到较高比例，例如甘肃、蒙西、蒙东地区的风电装机占比分别达到20.77%、20.56%、19.28%。
大规模的风电接入对电力系统的安全稳定运行可能带来一系列问题[2]。风电功率的随机性对电力系统的有功平衡和频率稳定性、无功平衡和电压控制提出了新的要求；风力发电机组中电力电子器件的引入会给电网带来电能质量问题，
如谐波、电压波动及闪变等[3]；目前风力发电机组采用最多的双馈感应发电机对系统的频率和电压稳定性也可能会产生不利影响[4]。
制定并实施风电并网标准是促进风电规模化持续发展、确保接入电网的风电场具备良好技术特性、保证包含风电在内的整个电力系统安全和稳定运行的必要手段。
1 国内外风电并网标准的发展
考虑到风电并网对电力系统的影响，世界上发展风电较早的国家都先后制定了符合各自国情的风电并网标准。2000年，丹麦ELTRA输电公司颁布了并网规定，用于规范接入输电网络的风电场技术要求[5]；2002年，爱尔兰国家电网公司制定了风电场接入电网技术规定[6]，苏格兰输配电公司和苏格兰水电公司联合提出了风电场接入电网的技术规定[7]；2003年，德国风电装机比例最高的E.ON输电网公司颁布了接入高压电网的并网标准，规定了对接入其高压网络的、包含风电在内的电源的通用技术要求[8]；2005年，美国联邦能源监管委员会（FERC）颁布第661号法令《风电并网规程》[9]。随着风电的发展，各个国家的风电并网标准也在不断修订和完善。
我国于2005年12月12日颁布了风电并网国家标准GB/Z 19963—2005《风电场接入电力系统技术规定》，考虑到当时我国风力发电尚在发展初期，风电机组制造产业处于起步阶段，该标准适当地降低了对风电场的技术要求。 从2009年开始，我国启动了风电并网国家标准的修订工作。标准修订过程中借鉴了国际先进经验，同时充分考虑了我国风电发展的实际情况，2011年12月推荐性国家标准GB/T 19963—2011《风电场接入电力系统技术规定》发布，并于2012年6月1日起实施[10]。
2 国内外风电并网标准主要技术条款比较
由于不同国家和地区的电源结构、负荷特性、电网强度等具体情况不同，不同国家的风电并网技术规定中提出的技术要求并不完全相同，但却无一例外地都强调了风电场必须具备一定的有功功率控制、无功/电压控制功能，对风电场承受系统故障及扰动的低电压穿越能力作出了明确规定，并要求风电场提供模型信息、运行参数和接入系统测试报告等必要信息。 2.1 风电场有功功率控制
电力系统是一个发电、用电功率实时平衡的系统，系统中电力供应或需求的变化都会导致系统暂时的功率不平衡，从而影响系统运行状态。基于确保系统频率恒定，防止输电线路过载，确保故障情况下系统稳定的考虑，各国风电并网技术规定都对风电场有功功率控制提出了要求[11]。
各国标准均规定风电场在连续运行和切换操作（启动和停机）时必须具有控制有功功率的能力，其中的基本要求是：（1）控制最大功率变化率；（2）在电网特殊情况下限制风电场的输出功率甚至切除风电场。另外，国外许多风电并网标准还规定了风电场应具有降低有功功率和参与系统一次调频的能力，并规定了降低功率的范围和响应时间，以及参与一次调频的调节系统技术参数。 德国输电网运营商E.ON公司2006年的并网标准规定，在最小输出功率以上的任何功率运行区间内，风电场功率输出都必须能在降低出力的状态下运行，并允许以恒定每分钟为额定功率1%的速度调节。同时，标准要求当电网运行频率高于50.2Hz时，风电机组的有功功率必须以40%PM/Hz（PM为当前功率）的梯度降低；当电网频率恢复到50.05Hz时，可以再提高发电功率[12]。 丹麦的风电并网标准要求风电场出力必须能限制在额定功率20%～100%范围
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