TEHNILISED NÕUDED ELEKTRITUULIKUTE LIITUMISEKS ELEKTRIVÕRGUGA

ETTEVÕTTESTANDARD EE 10421629 ST 7:2001
TEHNILISED NÕUDED ELEKTRITUULIKUTE
LIITUMISEKS ELEKTRIVÕRGUGA
Technical Requirements for Connecting Wind Turbine Installations
to the Power Network
EESTI ENERGIA AS AMETLIK VÄLJAANNE
II
EESSÕNA
Ettevõttestandard EE 10421629 ST 7:2001 “Tehnilised nõuded elektrituulikute liitumiseks
elektrivõrguga” on välja töötatud uustöötlusena Tallinna Tehnikaülikooli elektroenergeetika
instituudi 2001. aastal valminud teadustöö “Teoreetilised alused ja tehnilised tingimused
elektrituulikute liitumiseks elektrivõrgu alajaamadega” baasil.
Teadustöö koostas töögrupp järgmises koosseisus:
Rein Oidram – dotsent, tehnikakandidaat – projekti juht
Kalju Möller – vanemteadur, tehnikakandidaat
Peeter Raesaar – dotsent, tehnikakandidaat
Eeli Tiigimägi – dotsent, tehnikakandidaat
Standardi koostas ja valmistas vastuvõtmiseks ette töögrupp koosseisus:
Enno Saluvee – Eesti Energia AS Tugiteenused, töögrupi juht
Indrek Aarna – Eesti Energia AS Tugiteenused
Mati Kalda – Eesti Energia AS Tugiteenused
Rein Kraav – Eesti Energia AS Põhivõrk
Raivo Rebane – Eesti Energia AS Jaotusvõrk
Mati Roosnurm – Eesti Energia AS Jaotusvõrk
Standardi vormistamisel on aluseks võetud Eesti Standardikeskuse poolt koostatud EVS JUHEND
4:2000 “Standardite koostamise metodoloogia, ülesehitus, sõnastus ja vormistamine”.
Standard on kinnitatud ja kasutusele võetud Eesti Energia ASi 22. 05. 2001. a. käskkirjaga nr 47.
Eesti Energia ASi normdokumentide registrisse on standard kantud 22. 05. 2001. a. nr 30.
Standard on juhindumiseks elektrituulikute ja elektrituulikute parkide liitumisel Eesti Energia ASi
elektrivõrguga.
© Kirjastamis- ja paljundusõigus kuulub Eesti Energia ASle
III
SISUKORD
1. Käsitlusala ..................................................................................................................... 1
2. Normatiivviited ............................................................................................................. 1
3. Määratlused................................................................................................................... 2
4. Tingtähised ja lühendid................................................................................................ 4
5. Elektrivõrgu tehnilised üldtingimused ....................................................................... 5
5.1. Elektrivõrgu läbilaskevõimest tulenevad tingimused ..........................................................5
5.2. Nõuded elektrituulikute võimsuse kvaliteedile....................................................................6
5.2.1. Püsitalitluspinge ............................................................................................................6
5.2.2 Värelus ja pinge kõikumised .........................................................................................6
5.2.2.1. Protseduur elektrituulikute tekitatud väreluse emissiooni hindamiseks.................7
5.2.2.2. Protseduur elektrituuliku lülitusoperatsioonidest põhjustatud suhtelise
pingemuutuse hindamiseks. ....................................................................................................8
5.2.3 Vooluharmoonikute lubatavad piiremissioonid ............................................................9
5.2.4 Sideliinide häired...........................................................................................................9
5.2.5 Kauglülitusseadmete häired ..........................................................................................9
5.3. Nõuded releekaitsele ja automaatikale...............................................................................10
5.3.1. Üldist ...........................................................................................................................10
5.3.2. Elektrituulikust ainutoite vältimine.............................................................................10
5.3.3. Automaatne taaslülitamine..........................................................................................10
5.3.4. Elektrituuliku pinge automaatreguleerimine...............................................................10
5.4. Stabiilsusnõuded ................................................................................................................11
5.5. Nõuded telemehaanika osas...............................................................................................11
5.6. Metroloogiaalased nõuded.................................................................................................11
6. Liitumistaotlusega esitatavad andmed. .................................................................... 12
6.1. Üldist.................................................................................................................................12
6.2. Liitumistaotlus ...................................................................................................................12
6.3. Elektrituuliku üldandmed...................................................................................................13
6.4. Nimiandmed......................................................................................................................13
6.5. Andmed elektrituuliku katsetuste kohta.............................................................................13
6.5.1. Üldist ...........................................................................................................................13
6.5.2. Suurim lubatav võimsus ..............................................................................................14
6.5.3. Suurim mõõdetud võimsus..........................................................................................14
6.5.4. Reaktiivvõimsus ..........................................................................................................15
6.5.5. Pinge kõikumised ........................................................................................................15
6.5.6. Harmoonikud...............................................................................................................16
7. Liitumistaotluse analüüs ............................................................................................ 17
7.1. Elektrituulikute elektrivõrguga liitumise eeltingimuste kontrolli üldpõhimõtted .........17
7.2. Liitumistaotluse lihtsustatud analüüs.................................................................................17
1
ETTEVÕTTESTANDARD EE 10421629 ST 7:2001
TEHNILISED NÕUDED ELEKTRITUULIKUTE LIITUMISEKS ELEKTRIVÕRGUGA
Technical Requirements for Connecting Wind Turbine Installations to the Power Network
1. Käsitlusala
Käesolev standard käsitleb elektrituulikute ja elektrituulikute parkide liitumise tehnilisi nõudeid
Eesti Energia ASi elektrivõrguga kõrgepingel (üle 1000 V).
Juhul kui käesoleva standardi ja muude tehniliste normatiivdokumentide vahel, millele käesolevas
standardis on viidatud, on vastuolu, tuleb juhinduda käesolevast standardist.
Standardisse tehtavad tehniliste nõuete muudatused on kehtivad ka juba liitunud elektrituulikutele.
2. Normatiivviited
Käesolevas standardis on viidatud alljärgnevatele dokumentidele:
Draft IEC 61400-21, Ed. 1 Wind turbine generator systems – Part 21: Measurement and
assessment of power quality characteristics of grid connected
wind turbines. IEC, 2000
EE 10421629 ST 8:2001 “Vahelduvpinge elektrienergia mõõtmine. Tehnilised
nõuded tehingutes kasutatavatele mõõtekompleksidele
kõrgepingel”. Eesti Energia AS, 2001
Elektrijaamade liitumise
tehnilised tingimused Eesti
Energia ASi Jaotusvõrguga
Eesti Energia AS Jaotusvõrk, 1999 (09.11)
Uute generaatorite
liitumistingimused
Eesti Energia AS Põhivõrk, 1999 (05.11)
Põhivõrguga liitumise,
võrguühenduse kasutamise
ning ülekande-, juhtimis- ja
muude teenuste osutamise
tüüptingimused
Eesti Energia AS Põhivõrk, 2001
IEC 61000-3-7 Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 3: Limits −
Section 7: Assessment of emission limits for fluctuating loads
in MV and HV power systems – Basic EMC publication
CCITT 1978 Directives Concerning the Protection of Telecommunication
Lines Against Harmful Effects from Electric Lines, 1978
Eesti Energia AS Ametlik väljaanne
2
3. Määratlused
Käesolevas standardis kasutatakse järgmisi määratlusi:
3.1.
Elektrituulik (wind turbine generation system (WTGS)) − tuuleturbiinist, ajamist, generaatorist,
juhtimissüsteemist ja tornist koosnev süsteem, mis muundab tuule kineetilise energia
elektrienergiaks.
3.2.
Elektrituulikud (wind turbine generation systems) – üldine termin, mida kasutatakse juhul, kui
standardi tekstis ei ole vaja rõhutada, kas käsitletakse elektrituulikut või elektrituulikute parki.
3.3.
Elektrituulikute park (wind farm) – mitmest elektrituulikust ning elektrituulikuid omavahel ja
neid liitumispunktiga ühendavatest ehitistest ning seadmetest koosnev kogum.
3.4.
Elektrivõrk (electrical network) - ehitiste ja seadmete kogum elektrienergia ülekandmiseks või
jaotamiseks.
Märkus 1. Kui ei ole eraldi täpsustatud, siis mõeldakse käesolevas standardis elektrivõrgu all Eesti
Energia ASi elektrivõrku.
3.5.
Elektrituuliku väljundklemmid (wind turbine generation system terminals) − elektrituuliku
koosseisu kuuluv ja tema tarnija poolt identifitseeritud punkt, kus elektrituulik võib olla
ühendatud võimsuse väljastussüsteemiga.
3.6.
Käivitav tuule kiirus (cut-in wind speed) − vähim tuule kiirus rummu kõrgusel, mille juures
elektrituulik käivitub ja alustab energia tootmist.
3.7.
Liitumispunkt (connection point) − kliendi elektripaigaldise täpselt määratletud ühenduskoht
võrguettevõtja võrguga, mis määrab kliendi ja võrguettevõtja vastutuse ning elektripaigaldiste
teeninduspiiri, kui ei ole kokku lepitud teisiti.
3.8.
Lülitusoperatsioon (switching operation) − käivitumine või generaatorite ümberlülitumine.
3.9.
Lülitusvärelustegur (flicker step factor) − elektrituuliku ühekordsel lülitamisel tekkiva väreluse
emissiooni normaliseeritud mõõt.
3.10.
Nimivool (rated current) − elektrituuliku väljundvool talitlemisel nimivõimsusega nimipingel ja
nimisagedusel.
3
3.11.
Niminäivvõimsus (rated apparent power) − elektrituuliku näivvõimsus tema talitlemisel
nimivõimsusega nimipingel ja nimisagedusel.
2 2
n n n S = P + Q
Siin Pn on nimi(aktiiv)võimsus ja Qn vastav reaktiivvõimsus.
3.12.
Nimireaktiivvõimsus (rated reactive power) − elektrituuliku reaktiivvõimsus tema talitlemisel
nimivõimsusega nimipingel ja nimisagedusel.
3.13.
Nimivõimsus (rated power) − elektrituuliku suurim kestev väljund(aktiiv)võimsus
normaaltalitlustingimustel.
3.14.
Normaaltalitlus (normal operation) − rikkevaba talitlus kooskõlas elektrituuliku kasutusjuhendi
kirjeldusega.
3.15.
Pingemuutustegur (voltage change factor) − elektrituuliku lülitusoperatsioonist põhjustatud
pinge muutuse normaliseeritud mõõt.
Märkus 2. Pingemuutustegur kU on analoogne teguriga ki , mis võrdub suurima käivitusvoolu ja
nimivoolu suhtega; seejuures kU on võrgu impedantsi faasinurga funktsioon. kU suurim väärtus
on lähedane ki väärtusele.
3.16.
Püsitalitlus (continuous operation) − elektrituuliku normaaltalitlus, väljaarvatud käivitumis- ja
seiskumisoperatsioonid.
3.17.
Püsivärelustegur (flicker coefficient for continuous operation) − tuuleturbiini püsitalitluses
tekkiva väreluse emissiooni normaliseeritud mõõt.
Märkus 3. Püsitalitluse värelustegur on sama nii lühiperioodile (kümme minutit) kui pikale
perioodile (kaks tundi).
3.18.
Suurim lubatav võimsus (maximum permitted power) − kümneminutiline keskmine võimsus,
mida ei tohi ületada sõltumata ilmastikuoludest ja võrgu tingimustest.
3.19.
Suurim mõõdetud võimsus (maximum measured power) − suurim (määratletud
keskendusajaga) võimsus, mida täheldati elektrituuliku püsitalitluse kestel.
3.20.
Tuuleturbiin (wind turbine) − seade, mis muundab tuule kineetilise energia elektrituuliku võlli
pöörlevaks mehaaniliseks energiaks.
Märkus 4. Inglise keeles kasutatakse terminit “wind turbine” sageli elektrituuliku mõistes.
4
3.21.
Tuule nimikiirus (rated wind speed) − tuule kiirus, mille juures tuuleturbiin saavutab
nimivõimsuse.
3.22.
Võrgu impedantsi faasinurk (network impedance phase angle) − võrgu lühisimpedantsi
faasinurk
arctan( ) k k k ψ = X R
Siin Xk on võrgu lühisreaktants ja Rk võrgu lühisaktiivtakistus.
3.23.
Väljundvõimsus (output power) − elektrituuliku väljundklemmidele väljastatav elektriline
võimsus.
3.24.
Värelus (flicker) – nägemisaistingu muutlikkuse mulje, mis on tingitud elektervalgustuse
kõikuvast heledusest või ajas muutuvast spektraaljaotusest.
4. Tingtähised ja lühendid
n
dyn
U
ΔU
suurim lubatud suhteline pingemuutus
ψκ võrgu impedantsi faasinurk (°)
ΔS näivvõimsuse muutus
ΔUdyn dünaamiline pingemuutus
c(ψκ ,va) püsivärelustegur
ci(ψκ ,va) üksiku (i-nda) elektrituuliku värelustegur
cos φ võimsustegur
d suhteline pingemuutus
EPlti pika perioodi väreluspiirnivoo
EPsti lühiperioodi väreluspiirnivoo
ET elektrituulik
fh h-nda harmooniku sagedus (Hz)
h harmooniku järk
Ii lub üksiku (i-nda) võrguelemendi lubatav kestevvool (A)
In nimivool (A)
kf(ψκ) lülitusvärelustegur
ki suurima käivitusvoolu ja nimivoolu suhe
kU(ψκ) pingemuutustegur
N10 üht tüüpi lülitusoperatsioonide arv 10 minutilise perioodi vältel
N120 üht tüüpi lülitusoperatsioonide arv 120 minutilise perioodi vältel
Nwt liitumispunkti ühendatud tuulikute arv
P0,2 suurim mõõdetud võimsus (0,2 sekundiline keskväärtus) (W)
P60 suurim mõõdetud võimsus (60 sekundiline keskväärtus) (W)
Plt pika perioodi väreluse emissioon (värelusmoonutustegur)
Pmc suurim lubatav võimsus (W)
Pn nimivõimsus (W)
Pst lühiperioodi väreluse emissioon (värelusmoonutustegur)
Q0,2 reaktiivvõimsus (0,2 sekundiline keskväärtus) P0,2 puhul (var)
Q60 reaktiivvõimsus (60 sekundiline keskväärtus) P60 puhul (var)
5
Qmc reaktiivvõimsus Pmc puhul (var)
Qn nimireaktiivvõimsus (var)
r pingemuutuste sagedus (tund-1, min−1)
Rk võrgu lühisaktiivtakistus (Ω)
SET elektrituuliku poolt genereeritav võimsus (VA)
Si keskpingevõrgu i-nda kasutaja lepinguline näivvõimsus (VA)
Si lub jaotusvõrgu i -nda elemendi maksimaalselt lubatav võimsus (VA)
Sn niminäivvõimsus (VA)
Sn, i üksiku elektrituuliku näivnimivõimsus (VA)
Sk võrgu lühisnäivvõimsus (VA)
Smax i fluktueeriva koormuse tippnäivvõimsus
THD harmoonikute summaarne moonutustegur
THFF sideliini harmoonikute kujutegur
U1 faasipinge (ruutkeskmine, RMS) 50 Hz komponent (kV)
Uh pinge h-is harmooniline (ruutkeskmine) (kV)
Un elektrivõrgu faasidevaheline nimipinge (V)
va aasta keskmine tuule kiirus (m/s)
Xk võrgu lühisreaktants (Ω)
5. Elektrivõrgu tehnilised üldtingimused
5.1. Elektrivõrgu läbilaskevõimest tulenevad tingimused
Elektrivõrgu läbilaskevõimest tulenevad tingimused lähtuvad asjaolust, et avatuna talitlevate
35 ja 10 kV elektrivõrkude puhul on elektrituuliku poolt genereeritava võimsuse SET suund
vastupidine tarbijate koormustest tingitud võimsusvoogudele. Sellist olukorda selgitatakse
joonisel 1.
110 kV
10 kV
10 kV
35 kV
SET
SET
SET SET SET
SS ET ET
SET
SET
ET
koormustest tingitud
võimsusvood jaotusvõrgus
Elektrituuliku võimsusvoog
Joonis 1 - Võimsuste jagunemine elektrituulikuga elektrivõrgus
Termilise taluvuse järgi on sel juhul läbilaske kriteeriumiks elektrituulikut ja
110 kV elektrivõrku ühendava teekonna mistahes elemendi i võimsusvoogude vahe lubatavuse
tingimus
Tarbijate koormusest tingitud
elektrivõrgus
Elektrituuliku võimsusvoog
6
ET i i lub S − S ≤ S (1)
Eeldusel, et tarbijate koormusest tingitud võimsusvood i S üksi pole ühelegi elemendile termiliselt
ohtlikud, võib tekkida kõige ohtlikum ülekoormus olukorras, kus tarbijate koormused on
minimaalsed ja elektrituuliku(te) võimsus on maksimaalne.
Seega, kui ≈ 0 i S , siis
ET i lub S ≤ S (2)
Siit tuleneb ülesseatava elektrituulikute maksimaalseks võimsuseks olemasoleva jaotusvõrgu
vähima lubatava kestevkoormusega elemendi läbilaskevõime järgi tingimus
min ( ) min( 3 ) ET i lub n i lub S ≤ S = ×U × I (3)
Liinide puhul vastab minimaalne lubatav võimsus vaadeldava pingeastme vähima
juhtmeristlõikega liinilõigu lubatavale voolule.
5.2. Nõuded elektrituulikute võimsuse kvaliteedile
5.2.1. Püsitalitluspinge
Elektrituulikute elektrivõrku ühendamisel võib nende talitlus mõjutada püsitalitluspinget võrgus.
Selle mõju hindamiseks tuleb sooritada püsiseisundi arvutused veendumaks, et elektrituulikud ei
põhjusta pinge väljumist lubatavatest piiridest.
Püsiseisundi analüüsil hinnatakse elektrituulikute mõju:
- nimivõimsustel, või
- aktiivvõimsusel P60 (60 sekundiline keskväärtus) (kW) ja reaktiivvõimsusel Q60 (60
sekundiline keskväärtus) (kvar), või
- aktiivvõimsusel P0,2 (0,2 sekundiline keskväärtus) (kW) ja reaktiivvõimsusel Q0,2 (0,2
sekundiline keskväärtus) (kvar).
Elektrituulikute pargi puhul tuleb hindamisel arvestada tema väljundvõimsusega liitumispunktis.
Seejuures kümneminutilised (Pmc ja Qmc) ja 60-sekundilised (P60 ja Q60) võimsuste keskväärtused
võib arvutada lihtsa summeerimise teel ja 0,2-sekundilised keskväärtused võib arvutada
järgnevate avaldistega:
Σ Σ
= =
= + −
wt Nwt
i
i n i
N
i
n i P P P P
1
2
0 2
1
0 2 ( ) , Σ , , , , (4)
Σ Σ
= =
= + −
wt Nwt
i
i n i
N
i
n i Q Q Q Q
1
2
0 2
1
0 2 ( ) , Σ , , , , (5)
5.2.2 Värelus ja pinge kõikumised
Elektrituulikute tekitatud värelus ei tohi ületada lubatud piirväärtusi:
Pst ≤ EPst i (6)
7
Plt ≤ EPlt i (7)
Seejuures lubatavad piiremissiooni väärtused vaadeldavas liitumispunktis on järgmised:
EPst i = 0,35
EPlt i = 0,25
Elektrituuliku põhjustatud suhteline pingemuutus on piiratud tingimusega:
n
dyn
U
U
d
Δ
≤ (8)
Lubatavad pingemuutuste piirid on esitatud tabelis 1.
Tabel 1 - Lubatavad pingemuutuste piirid
ΔUdyn /Un
r (%)
(tund-1) Pingel kuni 35 kV k.a. Pingel 110 kV ja enam
r ≤ 1 4 3
1 < r ≤ 10 3 2,5
10 < r ≤ 100 2 1,5
100 < r ≤ 1000 1,25 1
5.2.2.1. Protseduur elektrituulikute tekitatud väreluse emissiooni hindamiseks.
Püsitalitlus
Üksiku elektrituuliku väreluse emissioon püsitalitluses avaldub järgmiselt:
k
n
st lt k a S
P = P = c(ψ ,v ) × S (9)
kus
c(ψκ ,va) − elektrituuliku püsivärelustegur võrgu impedantsi faasinurga antud väärtusel ψκ
liitumispunktis ja tuule aasta keskmise kiiruse antud väärtusel va , mõõdetuna
elektrituuliku asukohas turbiini rummu kõrgusel
Elektrituuliku värelustegur c(ψκ ,va) tegelike ψκ ja va väärtuste puhul paigalduskohas leitakse
mõõtmistulemuste tabelist lineaarse interpolatsiooni teel.
Kui liitumispunkti on ühendatud rohkem kui üks elektrituulik, leitakse nende summaarne väreluse
emissioon järgnevalt:
Σ=
Σ Σ = = ×
Nwt
i
i k a n i
k
st lt c v S
S
P P
1
2
, 1 ( (ψ , ) ) (10)
8
Lülitusoperatsioonid
Väreluse emissiooni üksiku elektrituuliku lülitusoperatsioonidest hinnatakse järgnevate
võrranditega:
k
n
st f k S
P = 18× N0,31 × k ( ) × S
10 ψ (11)
k
n
lt f k S
P = 8× N0,31 × k ( ) × S
120 ψ (12)
kus
kf(ψκ) − elektrituuliku lülitusvärelustegur võrgu impedantsi faasinurga antud väärtusel ψκ
liitumispunktis
Elektrituuliku lülitusvärelustegur kf(ψκ) tegeliku ψκ väärtuse puhul paigalduskohas leitakse
mõõtmistulemuste tabelist lineaarse interpolatsiooni teel.
Kui liitumispunkti on ühendatud mitu elektrituulikut, leitakse nende summaarse väreluse
emissioonid järgnevate valemitega:
( ) 0,31
1
3,2
10, , , 18 ( )
 

 

× × = Σ=
Σ
Nwt
i
i f i k n i
k
st N k S
S
P ψ (13)
( ) 0,31
1
3,2
120, , , 8 ( )
 

 

× × = Σ=
Σ
Nwt
i
i f i k n i
k
lt N k S
S
P ψ (14)
kus
N10, i ja N120, i − üksiku elektrituuliku lülitusoperatsioonide arv vastavalt 10 minutilise ja 2
tunnise perioodi vältel
kf, i(ψκ) − üksiku elektrituuliku lülitusvärelustegur
Sn, i − üksiku elektrituuliku niminäivvõimsus
5.2.2.2. Protseduur elektrituuliku lülitusoperatsioonidest põhjustatud suhtelise
pingemuutuse hindamiseks.
Üksiku elektrituuliku lülitusoperatsioonidest põhjustatud suhteline pingemuutus on hinnatav
järgmise valemiga:
k
n
U k S
d = k (ψ ) × S (15)
Elektrituuliku pingemuutustegur kU(ψκ) tegeliku ψκ väärtuse puhul paigalduskohas leitakse
mõõtmistulemuste tabelist lineaarse interpolatsiooni teel.
Kui liitumispunkti on ühendatud rohkem kui üks elektrituulik, on ebatõenäoline, et neist kas või
kahe lülitamine toimuks samaaegselt. Seepärast mitmest elektrituulikust koosneva paigaldise
põhjustatud suhtelise pingemuutuse hindamisel summeerumisefekti ei arvestata.
Kui liitumistaotleja esitatud elektrituuliku võimsuse kvaliteedi katsetustulemuste aruandes
puuduvad andmed pingemuutusteguri kohta, võib suhtelise pingemuutuse leidmiseks kasutada
valemis (15) pingemuutusteguri väärtust kU(ψκ) = 1,0.
9
5.2.3 Vooluharmoonikute lubatavad piiremissioonid
Vooluharmoonikud ei tohi põhjustada pinge tõusu liitumispunktis.
Tabelis 2 on esitatud paaritute vooluharmoonikute lubatavad piiremissioonid püsiolukorras.
Samas sagedusvahemikus paaris vooluharmoonikute piiremissioonid ei tohi ületada 25 % tabelis 2
esitatud väärtustest.
Tabel 2 - Paaritute vooluharmoonikute lubatavad piiremissioonid
Harmooniku järk Vooluharmoonikute piiremissioonid
voolutugevuse suhtes
h < 11 4,0 %
11 ≤ h < 17 2,0 %
17 ≤ h < 23 1,5 %
23 ≤ h < 35 0,6 %
35 ≤ h < 50 0,3 %
Harmoonikute summaarne moonutustegur (THD) 5,0 %
Harmoonikute summaarne moonutustegur (THD) defineeritakse järgmiselt:
50 2
2 1
100 Σ=
 

 

=
h
h
U
THD U (%) (16)
5.2.4 Sideliinide häired
Sideliini harmoonikute kujutegur THFF on määratletud järgmiselt:
50 2
1 1
Σ=
 

 

= ×
h
h
h F
U
THFF U (17)
800
h
h h
F = P × h × f (18)
kus
Ph − suhteline häire sagedusel fh sideliini ahelas, mis on määratud psofomeetrilisest
kaalutegurist CCITT-i järgi (direktiivid, mis käsitlevad telekommunikatsiooniliinide
kaitset elektriliinide kahjuliku toime vastu, CCITT 1978)
Kujutegur THFF ei tohi liitumispunktis olla üle 1 %.
5.2.5 Kauglülitusseadmete häired
Elektrituulikud ei tohi genereerida müra rohkem kui –35 dB (0 dB = 0,775 V) sagedusvahemikus
(40…500) kHz, mõõdetuna standardse kauglülitusseadme (KLS) sisendis liitumispunktis.
Mõõdetava sagedusriba laius peab olema vähemalt 2 kHz.
10
5.3. Nõuded releekaitsele ja automaatikale
5.3.1. Üldist
Elektrituulikute liitumisel tuleb täita releekaitsele ja automaatikale esitatavaid nõudeid järgmistest
Eesti Energia ASi dokumentidest:
- Elektrijaamade liitumise tehnilised tingimused Eesti Energia ASi Jaotusvõrguga;
- Uute generaatorite liitumistingimused;
- Põhivõrguga liitumise, võrguühenduse kasutamise ning ülekande-, juhtimis- ja muude
teenuste osutamise tüüptingimused.
Võrguettevõtja määrab täiendavalt kindlaks järgmised liitumiseks vajalikud tingimused:
- elektrivõrgu releekaitse ja automaatika uuendamise vajadus seoses lühisvoolude
suurenemise ja (või) mitmepoolse toite tekkimisega;
- anormaaltalitluses võrgust eraldunud osa elektrituulikutest toitmise vältimine;
- automaatne taaslülitamine ja elektrituulikute automaatne sünkroniseerimine;
- elektrituulikute pinge automaatreguleerimise vajadus;
- käivitustõugete vältimine või leevendamine asünkroongeneraatoritega elektrituulikute
korral.
5.3.2. Elektrituulikust ainutoite vältimine
Juhul, kui elektrivõrgu rikke (nt lühise) tagajärjel jäävad tarbijaid ainutoitma elektrituulikud, tuleb
selle võrguosa tarbijatele antava elektrienergia pinge ja sageduse lubamatult suurte hälvete
vältimiseks tarbijaid ainutoitvad elektrituulikud kiiresti elektrivõrgust eraldada.
Eraldumine peab toimuma vastavalt tabelis 3 toodud väärtustele:
Tabel 3 - Elektrituulikute eraldumiseks lubatud aeg
Elektrienergia tunnussuurus Tunnussuuruse
väärtused
Eraldumiseks lubatud aeg
(s)
< 47,0 Hz ≤ 0,3
Sagedus
> 53,0 Hz ≤ 0,3
< 85 % Un ≤ 10
> 106 % Un ≤ 60
Pinge
> 110 % Un ≤ 0,5
5.3.3. Automaatne taaslülitamine
Arvestades enamiku lühiste mööduvat iseloomu, peab lühise väljalülitamisele järgnema
automaatne taaslülitamine. Eduka taaslülitamise võimaldamiseks peab ka elektrituulik kiiresti
välja lülituma. Taaslülitamise pingepausi kestvus määratakse võrguettevõtja poolt.
5.3.4. Elektrituuliku pinge automaatreguleerimine
Elektrituuliku pinge automaatreguleerimise vajadus võib tekkida suure võimsusega generaatorite
korral, samuti juhul, kui elektrituulik on ühendatud tarbijatega samadele alajaama lattidele.
Elektrituulikust põhjustatud pingekõikumiste vähendamiseks võib osutuda tarvilikuks trafode
11
automaatsetel pingeregulaatoritel voolukompensatsiooni kasutuselevõtt ja (või)
ümberhäälestamine. Vajalikud arvutused teeb ja tehnilised lahendused töötab välja võrguettevõtja.
5.4. Stabiilsusnõuded
Põhivõrguga liitunud elektrituulikute park peab kõigis talitlusolukordades olema võimeline ilma
stabiilsuse kaotamiseta taluma järgmisi rikkeid:
- kolmefaasiline lühis juhuslikul liinil või transformaatoril ühenduse püsiva
katkemisega, ilma taaslülitamiseta;
Märkus 5. Tüüpiline rike on: lühise teke, liini/transformaatori väljalülitumine,
automaattaaslülitust ei toimu. Lühise väljalülitumise aeg on tüüpiliselt 0,5 sekundit,
kuid võib mõnedes kohtades kesta kauem.
- kahefaasiline lühis juhuslikul liinil ebaeduka taaslülitusega.
Märkus 6. Tüüpiline rike on: lühise teke, liini väljalülitumine, ebaedukas
automaattaaslülitus lühisega liini püsiva väljalülitumisega. Lühise väljalülitumise aeg
on tüüpiliselt 0,5 sekundit ja lühise väljalülitumise aeg ebaeduka taaslülituse korral on
(0,1…0,15) sekundit.
Need tingimused ei kehti riketele, mis tekivad radiaalühenduses elektrituulikute pargi korral, kuna
rike radiaalühenduses lahutab pargi energiasüsteemist.
Stabiilsushinnang peab põhinema tegelike releekaitse poolt määratud vigastuste likvideerimise
aegade alusel.
Stabiilsusolusid tuleb hinnata nii normaalskeemi kui ka remontskeemide korral.
Elektrituulikute park peab taluma vähemalt kolme riket kahe minuti kestel, ilma et ühendus
katkeks. Selle tingimuse peamine eesmärk on tagada elektrituulikutele piisavalt häirekindel
abitoide.
5.5. Nõuded telemehaanika osas
Piirkondlikku dispetšikeskusesse tuleb viia elektrituulikute liitumispunktist pinge, aktiiv- ja
reaktiivvõimsuse kaugmõõtmine ning vajadusel juhtimine.
5.6. Metroloogiaalased nõuded
Elektrituulikute elektrivõrguga liitumise punktis tuleb mõõta vähemalt elektrienergia pinget,
voolutugevust, aktiiv- ja reaktiivvõimsust ning aktiivenergia ja reaktiivenergia kogust. Seejuures
peab võimsuse ja energia mõõtmine olema mõlemasuunaline.
Nimetatud mõõtmised peavad vastama Mõõteseadusele ning teistele Eestis kehtivatele
metroloogiaalastele õigusaktidele, eeskirjadele ja normdokumentidele.
Küsimustes, mis ei ole reguleeritud Mõõteseaduse ning teiste Eestis kehtivate õigusaktide ja
normdokumentidega, leitakse lahendus pooltevahelise kooskõlastuse kaudu.
12
Liitumispunkti elektrienergia mõõtekompleks peab vastama Eesti Energia ASi ettevõttestandardi
EE 10421629 ST 8:2001 “Vahelduvpinge elektrienergia mõõtmine. Tehnilised nõuded
tehingutes kasutatavatele mõõtekompleksidele kõrgepingel” nõuetele.
Tehingutes kasutatavate mõõtevahendite nõutavad täpsusklassid on esitatud tabelis 4.
Tabel 4 - Tehingus kasutatavate mõõtevahendite nõutavad täpsusklassid
Elektriarvestite
täpsusklassid
Mõõdetava
pinge
nimiväärtus
(kV)
Aktiivenergia
arvesti
Reaktiivenergia
arvesti
Voolutrafo
Täpsusklass
Pingetrafo
täpsusklass
6 … 35 1,0 2,0 0,2 või 0,2S 0,2
110 0,5 1,0 0,2 või 0,2S 0,2
Nõuded elektrienergia mõõtmise lubatavale summaarsele piirveale on esitatud tabelis 5.
Tabel 5 - Nõuded elektrienergia mõõtmise lubatavale summaarsele piirveale koormusel
(10…100) % nimikoormusest võimsusteguri cos φ vahemikus 0,8…1,0
Lubatav piirviga
taatlustingimustel
(± %)
Lubatav piirviga käidutingimustel
(± %)
Mõõdetava
pinge
nimiväärtus
(kV) Aktiivenergia
mõõtmisel
Reaktiivenergia
mõõtmisel
Aktiivenergia
mõõtmisel
Reaktiivenergia
mõõtmisel
6 … 35 2,0 3,0 2,5 4,0
110 1,5 2,0 2,0 3,0
6. Liitumistaotlusega esitatavad andmed.
6.1. Üldist
Elektrivõrguga liituda soovijal tuleb esitada liitumistaotlus ning järgmised üldised ja tehnilised
andmed ning katsetulemused eraldi iga paigaldatava elektrituuliku tüübi kohta:
- üldandmed;
- nimiandmed;
- andmed elektrituuliku tüübi katsetuste kohta.
Tehnilised andmed ja katsetustulemused tuleb esitada punktidega 6.3.- 6.6. määratletud mahus.
6.2. Liitumistaotlus
Liitumistaotlus peab sisaldama järgmisi andmeid:
- andmed avaldaja kohta;
13
- soovitud paigalduskoht;
- soovitud liitumispunkt;
- elektrituulikute arv;
- andmed elektrituulikute katsetuste kohta (eraldi iga tüübi kohta).
6.3. Elektrituuliku üldandmed
Tabel 6
Tuuleturbiini tüüp (horisontaal- või
vertikaalteljeline)
Labade arv (tk)
Rootori läbimõõt (m)
Rummu kõrgus (m)
Labade juhtimine (laba kaldega/õhuvoolu
rebenemisega)
Kiiruse juhtimine (fikseeritud/kahe kiirusega
/muutuv)
Generaatori tüüp ja nimivõimsus(ed) (kW)
Sagedusmuunduri tüüp ja nimivõimsus (kW)
Trafo tüüp ja nimivõimsus (kVA)
6.4. Nimiandmed
Tabel 7
Nimivõimsus, Pn (kW)
Tuule nimikiirus, vn (m/s)
Niminäivvõimsus, Sn (kVA)
Nimireaktiivvõimsus, Qn (kvar)
Nimivool, In (A)
Nimipinge, Un (V)
Käivitusvoolu kordsus kI
Trafo ülekandetegur (kV/kV)
Märkus 7. Liitumisel Põhivõrguga tuleb lisaks tabelis 7 nõutud andmetele esitada andmed
generaatori elektriliste parameetrite kohta vastavalt Eesti Energia AS Põhivõrgu dokumendile
“Uute generaatorite liitumistingimused”.
6.5. Andmed elektrituuliku katsetuste kohta.
6.5.1. Üldist
Elektrituuliku katsetuste aluseks tuleb võtta standard IEC 61400-21 (kuni standardi avaldamiseni
tuleb juhinduda nimetatud standardi kavandist).
Katsetusi teostav organisatsioon peab olema pädev neid läbi viima.
Karakteristikud kehtivad ainult katsetatud elektrituuliku määratletud konfiguratsiooni puhul.
Teistsugused konfiguratsioonid, kaasa arvatud muudetud juhtimisparameetrid, mis põhjustavad
elektrituuliku erinevat käitumist võimsuse kvaliteedi osas, nõuavad eraldi hindamist.
14
Andmed katsetused läbiviinud organisatsiooni ja katse kirjelduse kohta tuleb esitada alljärgnevas
mahus:
Tabel 8
Katseorganisatsiooni nimetus
Aruande number
Elektrituuliku tüüp
Elektrituuliku valmistaja
Katsetatud elektrituuliku seerianumber
Tabel 9
Informatsiooni tüüp Dokumendi nimetus ja kuupäev
Katsetatud elektrituuliku kirjeldus,
kaasaarvatud juhtparameetrite sätted
Katsepaiga ja võrguühenduse kirjeldus
Katseseadmestiku kirjeldus
Katsetingimuste kirjeldus
Kõrvalekalded IEC 61400-21 nõudeist
Tabel 10
Autor
Kontrollis
Kinnitas
Koostamise kuupäev
6.5.2. Suurim lubatav võimsus
Tabel 11
Hinnatud väärtus, Pmc (kW)
Normaliseeritud väärtus, pmc = Pmc / Pn
6.5.3. Suurim mõõdetud võimsus
60-sekundiline keskväärtus
Tabel 12
Mõõdetud väärtus, P60 (kW)
Normaliseeritud väärtus, p60 = P60 / Pn
0,2-sekundiline keskväärtus
Tabel 13
Mõõdetud väärtus P0,2 (kW)
Normaliseeritud väärtus p0,2 = P0,2 / Pn
15
6.5.4. Reaktiivvõimsus
Tabel 14
Väljundvõimsus (% Pn-st) Väljundvõimsus (kW) Reaktiivvõimsus (kvar)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Tabel 15
Hinnanguline reaktiivvõimsus Pmc puhul (kvar)
Hinnanguline reaktiivvõimsus P60 puhul (kvar)
Hinnanguline reaktiivvõimsus P0,2 puhul (kvar)
6.5.5. Pinge kõikumised
Püsitalitlus
Tabel 16
Võrgu impedantsi faasinurk, ψκ ( °) 30 50 70 85
Aasta keskmine tuule kiirus, va (m/s) Värelustegur, c(ψκ ,va)
6,0
7,5
8,5
10,0
Lülitusoperatsioonid
Tabel 17
Lülitusoperatsiooni tüüp Käivitus käivitaval tuule kiirusel
Lülitusoperatsioonide maks. arv N10
Lülitusoperatsioonide maks. arv N120
Võrgu impedantsi faasinurk, ψκ ( °) 30 50 70 85
Lülitusvärelustegur, kf(ψκ)
Pingemuutustegur, kU(ψκ)
Tabel 18
Lülitusoperatsiooni tüüp Käivitus tuule nimikiirusel
Lülitusoperatsioonide maks. arv N10
Lülitusoperatsioonide maks. arv N120
Võrgu impedantsi faasinurk, ψκ ( °) 30 50 70 85
Lülitusvärelustegur, kf(ψκ)
Pingemuutustegur, kU(ψκ)
16
Rohkem kui ühe generaatoriga või mitmikmähisega generaatoriga elektrituulikute korral:
Tabel 19
Lülitusoperatsiooni tüüp Generaatorite raskeim ümberlülitus
Lülitusoperatsioonide maks. arv N10
Lülitusoperatsioonide maks. arv N120
Võrgu impedantsi faasinurk, ψκ ( °) 30 50 70 85
Lülitusvärelustegur, kf(ψκ)
Pingemuutustegur, kU(ψκ)
6.5.6. Harmoonikud
Vajalik ainult jõuelektroonilise muunduriga elektrituulikule
Tabel 20
Järk Väljundvõimsus
(kW)
Vooluharmoonik
(% In-st)
Järk Väljundvõimsus
(kW)
Vooluharmoonik
(% In-st)
2 3
4 5
6 7
8 9
10 11
12 13
14 15
16 17
18 19
20 21
22 23
24 25
26 27
28 29
30 31
32 33
34 35
36 37
38 39
40 41
42 43
44 45
46 47
48 49
50
Tabel 21
Suurim vooluharmoonikute tekitatud kogumoonutus (% In-st)
Väljundvõimsus suurima vooluharmoonikute tekitatud kogumoonutuse
puhul (kW)
17
7. Liitumistaotluse analüüs
7.1. Elektrituulikute elektrivõrguga liitumise eeltingimuste kontrolli üldpõhimõtted
Elektrituulikute elektrivõrguga liitumise taotluste üle otsustamisel võrreldakse elektrituuliku
võimsuse kvaliteeti iseloomustavaid näitajaid lubatud piirsuurustega. Tuuliku võimsuse kvaliteeti
iseloomustavad näitajad leitakse liitumistaotleja poolt esitatud elektrituuliku andmete ja võimsuse
kvaliteedi katsetustulemuste aruande põhjal.
Liitumise eeltingimuste täidetuse detailne kontroll toimub liitumistaotleja poolt esitatud
parameetrite või nende alusel arvutatud näitajate võrdlemisel lubatavate piiremissioonide ja
suurima lubatava pingemuutusega.
Need tingimused eeldavad, et liituvad üks või mitu elektrituulikut, mille võimsuse kvaliteedi
karakteristikud on mõõdetud vastavalt IEC standardi kavandi IEC 61400-21 soovitustele.
Väreluse lubatavate piiremissioonide ja suurima lubatava pingemuutuse määramine kesk- ja
kõrgepingepaigaldistele teostatakse punktis 5.2. esitatud põhimõtetel.
Pinge fluktuatsiooni piirnivoode hindamisel lähtutakse rahvusvahelise elektromagnetilise
ühilduvuse standardi osa 3 peatükist 7 (IEC 61000-3-7) − Emissiooni piirnivoode hindamine
fluktueerivatele koormustele kesk- ja kõrgepingevõrkudes. Seejuures on käesolevas standardis
IEC 61000-3-7 termin “fluktueeriv koormus” asendatud terminiga “fluktueeriv võimsus”.
Kooskõlas rahvusvahelise värelusstandardiga IEC 61000-3-7 vastutab liituja, et elektrituuliku
emissioon liitumispunktis oleks allpool elektriettevõtja kehtestatud miinimumi.
Elektriettevõtja ja liituja võivad vajadusel teha koostööd emissiooni vähendamise optimaalsete
meetodite leidmisel. Meetodi ellurakendamise eest vastutab liituja.
7.2. Liitumistaotluse lihtsustatud analüüs
Käesoleva standardi punktis 6. nimetatud katsetulemuste aruannete osalisel esitamisel toimub
liitumisvõimaluste kontroll järgmiste tingimuste alusel.
k
max i
S
S ≤ 0,1 % (19)
kus
Smax i − fluktueeriva koormuse tippnäivvõimsus
Sk − võrgu lühisnäivvõimsus liitumispunktis
Kui on olemas andmed võimsuse muutuste sageduse kohta, võib fluktueeriva võimsuse
ühendamise aktsepteerida ilma edasise analüüsita, kui võimsuste maksimaalsed suhtelised
muutused lühisvõimsuse suhtes (ΔS/Sk)max liitumispunktis on tabelis 22 toodud piirides. Piirid
sõltuvad pinge muutuste arvust minutis r (pinge langus koos selle järgneva taastumisega on kaks
muutust).
Tabel 22 - Võimsuse suhtelise muutuse piirid sõltuvana muutuste arvust minutis
r
(min−1)
(ΔS/Sk)max
(%)
r > 200
10 ≤ r ≤ 200
r < 10
0,1
0,2
0,4
18
Võimsuse muutused ΔS võivad olla väiksemad, võrdsed või suuremad, kui vastava seadme
nimivõimsus Sn (nt mootori või tuuliku puhul tuleb arvestada näivvõimsust käivitamisel ja ΔS
võib olla 3-8 Sn ). Üldjuhul võib võtta:
ΔS = ki × Sn (20)
Seejuures peab olema täidetud tingimus:
k i n S ≥ 25 k × S (21)
kus
Sk − võrgu lühisvõimsus
Sn − elektrituulikute niminäivvõimsus
ki − elektrituulikute suurima käivitusvoolu ja nimivoolu suhe