南方电网光伏发电站无功补偿及电压控制技术规范
Q/CSG
中国南方电网有限责任公司企业标准
南方电网光伏发电站无功补偿及电压控制
技术规范
中国南方电网有限责任公司 发 布
目 次
前言 ............................................................................. II
1 范围 ............................................................................ 1
2 规范性引用文件 .................................................................. 1
3 术语和定义 ...................................................................... 1
4 电压质量 ........................................................................ 2
4.1 电压偏差 .................................................................. 2
4.2 电压波动与闪变 ............................................................ 3
5 无功电源与无功容量配置 .......................................................... 3
5.1 无功电源 .................................................................. 3
5.2 无功容量配置 .............................................................. 3
6 无功补偿装置 .................................................................... 3
6.1 基本要求 .................................................................. 3
6.2 运行电压适应性 ............................................................ 4
7 电压调节 ........................................................................ 4
7.1 控制目标 .................................................................. 4
7.2 控制要求 .................................................................. 4
8 无功电压控制系统 ................................................................ 5
8.1 基本要求 .................................................................. 5
8.2 功能和性能 ................................................................ 5
9 监测与考核 ...................................................................... 5
9.1 无功和电压考核点 .......................................................... 5
9.2 无功和电压考核指标 ........................................................ 5
9.3 无功和电压监测装置 ........................................................ 5
10 无功补偿及电压控制并网测试 ..................................................... 5
10.1 基本要求 ................................................................. 5
10.2 检测内容 ................................................................. 5
前 言
本标准按照GB/T 1.1-2009给出的规则起草。
本规定由中国南方电网有限责任公司系统运行部提出、归口并负责解释。
本标准起草单位：中国南方电网有限责任公司系统运行部，广东电网有限责任公司电力科学研究院 本标准主要起草人：吴俊、曾杰、苏寅生、盛超、陈晓科、宋兴光、李金、杨林、刘正富、王钤、刘梦娜
南方电网光伏发电站无功补偿及电压控制技术规范
1 范围
本标准规定了光伏发电站接入电力系统无功补偿及电压控制应遵循的一般原则、技术要求及监测与考核要求。
本标准适用于通过35kV 及以上电压等级并网，以及通过10（20）kV 专线与公共电网连接的新建、改建和扩建的光伏发电站。
2 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，仅所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 12325 电能质量 供电电压偏差
GB/T 12326 电能质量 电压波动和闪变
GB/T 19964 光伏发电站接入电力系统技术规定
GB/T 20297 静止无功补偿装置（SVC ）现场试验
GB/T 20298 静止无功补偿装置（SVC ）功能特性
GB/T 29321 光伏发电站无功补偿技术规范
SD 325 电力系统电压和无功电力技术导则（试行）
DL/T 1215.1 链式静止同步补偿器 第1部分：功能规范导则
DL/T 1215.4 链式静止同步补偿器 第4部分：现场试验
Q/CSG 110014 南方电网电能质量监测系统技术规范
Q/CSG 1211002光伏发电站接入电网技术规范
Q/CSG 1101011 静止同步补偿器（STA TCOM ）技术规范
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本规范。
3.1 光伏发电站 photovoltaic(PV) power station
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 point of interconnection
对于有升压站的光伏发电站，指升压站的高压侧母线或节点，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 公共连接点 point of common coupling
光伏发电站接入公用电网的连接处。
3.4 光伏发电站送出线路 transmission line of PV power station
从光伏发电站并网点至公共连接点的输电线路。
3.5 光伏发电站有功功率 active power of PV power station
光伏发电站输入到光伏发电站并网点的有功功率，以下简称有功功率。
3.6 光伏发电站无功功率 reactive power of PV power station
光伏发电站输入到光伏发电站并网点的无功功率，以下简称无功功率。
3.7 光伏发电站低电压穿越 low voltage ride through of PV power station
当电力系统事故或扰动引起光伏发电站并网点电压跌落时，在一定的电压跌落范围和时间间隔内，光伏发电站能够保证不脱网连续运行。
3.8 光伏发电站无功电源 reactive power source of PV power station
光伏发电站内的光伏逆变器、并联电容器、并联电容器、并联电抗器、同步调相机、静止无功补偿装置、静止同步补偿器等无功补偿装置。
3.9 光伏发电站无功容量 reactive power compensation capacity of PV power station
光伏发电站内全部无功电源的无功容量总和，可分为容性无功容量和感性无功容量。
3.10 动态无功补偿装置 dynamic reactive power compensation equipment
与系统并联连接、可以根据控制目标自动连续调节其输出的容性或感性无功电流的无功补偿装置，包括同步调相机、静止无功补偿装置、静止同步补偿器等。
3.11 光伏发电站动态无功补偿装置响应时间 response time of PV power station dynamic reactive power compensation equipment
光伏发电站内动态无功补偿装置自并网点电压异常升高或者降低达到触发设定值开始，直到动态无功补偿装置实际输出值的变化量达到控制目标值与初始值之差的90%所需的时间。
3.12 光伏发电站无功电压控制系统响应时间 response time of PV power station voltage/reactive power control system
光伏发电站无功电压控制系统自接收到电力调度机构实时下达（或预先设定）的无功功率/电压控制指令开始，直到光伏发电站实际无功功率/电压值的变化量达到为控制目标值与初始值之差的90%所需的时间。
3.13 电压合格率 voltage eligibility rate
实际运行电压在允许电压偏差范围内累计运行时间与对应的总运行统计时间之比的百分值。计算公式为：
电压合格率0)= 1-电压监测总时间⎪⨯0⎝⎛电压超限时间⎫⎭
4 电压质量
4.1 电压偏差
光伏发电站并网点的电压偏差应符合GB/T 12325、GB/T 29321和SD 325的要求。
特殊情况下，限值也可以由电网运营企业和光伏发电站开发运营企业根据电网特点、光伏发电站位置及规模等共同确定。
4.2 电压波动与闪变
光伏发电站所接入公共连接点的电压波动和闪变值应满足GB/T 12326的要求。
光伏发电站所接入的并网点的闪变干扰值应满足GB/T 12326的要求，其中光伏发电站引起的长时间闪变值P 1t 按照光伏发电站装机容量与并网点上的干扰源总容量之比进行分配。 5 无功电源与无功容量配置
5.1 无功电源
5.1.1 光伏发电站的无功电源包括光伏并网逆变器和光伏发电站集中无功补偿装置。
5.1.2 光伏发电站应充分利用并网逆变器的无功容量及其调节能力，当并网逆变器的无功容量不能满足系统电压与无功调节需要时，应在光伏发电站配置集中无功补偿装置，并综合考虑光伏发电站各种出力水平和接入系统后各种运行工况下的稳态和暂态过程，宜配置足够的动态无功补偿容量。
5.1.3 光伏发电站的无功电源应能够跟踪光伏出力的波动快速响应，以满足电压调节要求。
5.2 无功容量配置
5.2.1 光伏发电站的无功容量应满足分（电压）层和分（电）区基本平衡的原则，并满足检修备用要求。
5.2.2光伏并网逆变器应具有一定的无功容量，至少不低于光伏并网逆变器在额定有功功率输出时超前0.95～滞后0.95功率因数所确定的运行范围，且在该范围内动态可调。
5.2.3 通过10kV ～35kV 电压等级并网的光伏发电站功率因数应能在超前0.98～滞后0.98范围内连续可调，有特殊要求时，可做适当调整以稳定电压水平。
5.2.4 通过110kV 及以上电压等级接入公共电网的光伏发电站，其配置的容性无功容量能够补偿光伏发电站满发时站内汇集线路、主变压器的感性无功及光伏发电站送出线路的一半感性无功之和，其配置的感性无功容量能够补偿光伏发电站自身的容性充电无功功率及光伏发电站送出线路的一半充电无功功率之和。
5.2.5 对于通过220kV 光伏发电汇集系统升压至500kV 电压等级接入公共电网的光伏发电站群中的光伏发电站，其配置的容性无功容量能够补偿光伏发电站满发时汇集线路、主变压器的感性无功及光伏发电站送出线路的全部感性无功之和，其配置的感性无功容量能够补偿光伏发电站自身的容性充电无功功率及光伏发电站送出线路的全部充电无功功率之和。
5.2.6 光伏发电站配置的无功补偿装置类型及其容量范围应结合光伏发电站实际接入情况，通过光伏发电站接入电力系统无功电压专题研究来确定。
6 无功补偿装置
6.1 基本要求
6.1.1在电网正常运行情况下，光伏发电站无功补偿装置应适应电网各种运行方式变化和运行控制要求。
6.1.2有升压变压器的光伏发电站可在光伏发电站升压变压器低压侧配置无功补偿装置，无升压变压器的光伏发电站可在汇集点安装集中无功补偿装置。
6.1.3为降低光伏发电站接入后的出力波动引起的电网电压变化、提高系统稳定、防止电压
崩溃、提高输送容量，宜在光伏发电站加装动态无功补偿装置。
6.1.4光伏发电站动态无功补偿装置的响应时间应不大于30ms 。
6.2 运行电压适应性
光伏发电站内无功补偿装置在电压正常波动、电压异常以及低电压穿越等不同运行工况下，应按照表1中的要求运行。
表1 不同电压水平下无功补偿装置运行时间要求
7 电压调节
7.1 控制目标
7.1.1光伏发电站并网点电压应能满足GB/T 12325、GB/T 29321和SD 325的电压偏差限值要求。
7.1.2当公共电网电压处于正常范围内时，通过110kV 电压等级接入电网的光伏发电站应能够控制光伏发电站并网点电压在标称电压的97％～107％范围内。
7.1.3通过220kV 及以上电压等级接入电网的光伏发电站应能够控制光伏发电站并网点电压在标称电压的100％～110％范围内。
7.1.4光伏发电站电压调节具体控制目标值可为并网点电压值或光伏发电站无功功率值，该控制值由电力调度机构下发。
7.2 控制要求
7.2.1光伏发电站的并网逆变器应具有多种控制模式，包括恒电压控制、恒功率因数控制和恒无功功率控制等，具备根据调度指令自动切换模式的能力。
7.2.2光伏发电站应能按照无功电压控制系统的协调要求，在其无功调节范围内自动控制光伏逆变器、无功补偿装置等无功电源的无功功率，进行无功/电压控制。
7.2.3 通过35kV 及以上电压等级接入电网的光伏发电站，其主变压器应采用有载调压变压器，按照无功电压控制系统的协调要求通过调整主变压器分接头控制站内电压，确保站内光伏设备的正常运行。
7.2.4光伏发电站应具有Q/CSG 1211002规定的低电压穿越能力；通过220kV 光伏发电汇集系统升压至500kV 电压等级接入电网的光伏发电站群中的光伏发电站，当电力系统发生短路故障引起电压跌落时，在低电压穿越过程中，光伏发电站的动态无功补偿装置应投运，且具有以下动态无功支撑能力：
a ）自并网点电压跌落出现的时刻起，动态无功电流的响应时间不大于30ms ，无功电流注入持续时间应不少于该低电压持续的时间。
b ）自动态无功电流响应起直到电压恢复至0.9 pu期间，光伏发电站注入电力系统的动态无功电流应实时跟踪并网点电压变化，并应满足：
I T ≥1.5×（0.9-U T ）I N ，（0.2≤U T ≤0.9）
I T ≥1.05×I N ，（U T
I T =0，（U T >0.9）
式中：
I T ——光伏发电站注入电力系统的动态无功电流；
U T ——光伏发电站并网点电压标幺值；
I N ——光伏发电站额定电流。
8 无功电压控制系统
8.1 基本要求
光伏发电站应配置无功电压控制系统，系统应具有多种控制模式，包括恒电压控制、恒功率因数控制和恒无功功率控制等，能够根据电力调度机构指令，光伏发电站自动调节其发出（或吸收）的无功功率，控制光伏发电站并网点电压在正常运行范围内，其调节速度和控制精度应能满足电力系统电压调节的要求。
8.2 功能和性能
8.2.1光伏发电站无功电压控制系统应通过协调控制光伏发电站并网逆变器的无功出力、无功补偿装置的无功输出以及升压变压器分接头位置实现光伏发电站的无功功率与电压调节。
8.2.2光伏发电站无功电压控制系统应与电力调度机构实现双向通信，能够实时接收电力调度机构下发的控制指令。
8.2.3光伏发电站无功电压控制系统的响应时间不大于10s ，无功功率控制偏差的绝对值不超过给定值的5%，电压调节精度在0.005倍标称电压内。
9 监测与考核
9.1 无功和电压考核点
光伏发电站无功和电压考核点为光伏发电站并网点。
9.2 无功和电压考核指标
光伏发电站无功和电压考核指标为光伏发电站并网点的无功功率、电压合格率、电压波动与闪变等。
9.3 无功和电压监测装置
光伏发电站应在光伏发电站并网点配置无功和电压监测装置，无功和电压监测装置应具有连续监测和统计功能，其配置和技术要求应符合Q/CSG 110014。
10 无功补偿及电压控制并网测试
10.1 基本要求
无功补偿及电压控制并网测试包含于光伏发电站的并网检测，该测试应符合Q/CSG 1211002的要求。
10.2 检测内容
检测应按照国家或有关行业对光伏发电站并网运行制定的相关标准或规定进行，应包括但不仅限于以下内容：
a) 光伏发电站无功/电压控制能力检测；
b) 光伏发电站电压质量测试；
c) 光伏发电站无功补偿装置现场性能检测。