ICS27180

F11.

中華人民共和國國家標準

GB/T36237—2018/IEC61400-27-12015

:

風力發電機組電氣仿真模型

Windturbines—Electricalsimulationmodels

(IEC61400-27-1:2015,Windturbines—

Part27-1:Electricalsimulationmodels—Windturbines,IDT)

2018-05-14發布2018-12-01實施

國家市場監督管理總局發布

中國國家標準化管理委員會

GB/T36237—2018/IEC61400-27-12015

:

目次

前言

…………………………Ⅰ

引言

…………………………Ⅱ

范圍

1………………………1

規范性引用文件

2…………………………1

術語和定義縮略語下標

3、、………………1

符號和單位

4………………6

模型

5………………………8

驗證程序

6…………………42

附錄資料性附錄模型驗證文檔

A()……………………49

附錄規范性附錄合理模型精度限制

B()………………51

附錄規范性附錄數字式二階臨界阻尼低通濾波器

C()………………52

附錄資料性附錄簡化風電場模型

D()…………………53

附錄資料性附錄二維氣動模型

E()……………………56

附錄資料性附錄不同軟件環境下的模型通用軟件接口

F()…………60

附錄規范性附錄塊符號庫

G()…………65

參考文獻

……………………71

GB/T36237—2018/IEC61400-27-12015

:

前言

本標準按照給出的規則起草

GB/T1.1—2009。

本標準使用翻譯法等同采用風力發電機組第部分風力發電機組

IEC61400-27-1:2015《27-1:

電氣仿真模型

》。

與本標準中規范性引用的國際文件有一致性對應關系的我國文件如下

:

風力發電機組電能質量測量和評估方法

———GB/T20320—2013(IEC61400-21:2008,IDT)

電工術語風力發電機組

———GB/T2900.53—2001(IEC60050-415:1999,IDT)

電工術語電力系統保護

———GB/T2900.49—2004(IEC60050-448:1995,IDT)

電工術語發電輸電及配電通用術語

———GB/T2900.50—2008、(IEC60050-601:1985,

MOD)

電工術語發電輸電及配電運行

———GB/T2900.57—2008、(IEC60050-604:1987,MOD)

電工術語發電輸電及配電電力系統規劃和管理

———GB/T2900.58—2008、(IEC60050-603:

1986,MOD)

電工術語電力市場

———GB/T2900.87—2011(IEC60050-617:2009,IDT)

電工術語數學函數

———GB/T2900.92—2015(IEC60050-103:2009,IDT)

本標準還做了下列編輯性修改

:

為了適應我國標準體系而將標準名稱改為風力發電機組電氣仿真模型

———《》。

本標準由中國機械工業聯合會提出

。

本標準由全國風力機械標準化技術委員會歸口

(SAC/TC50)。

本標準起草單位中國電力科學研究院有限公司浙江運達風電股份有限公司東方電氣風電有限

:、、

公司國網湖南省電力有限公司電力科學研究院國網河南省電力公司電力科學研究院山東中車風電

、、、

有限公司

。

本標準主要起草人陳子瑜李慶秦世耀遲永寧許國東李杰沈陽武楊海晶魯效平張金平

:、、、、、、、、、、

楊靖朱瓊鋒鄭大周王順來張斌程鵬石光樊熠關中杰張元棟賀敬史立勤張梅莫爾兵

、、、、、、、、、、、、、、

唐建芳張坤李建立滕衛軍李春彥苗風麟

、、、、、。

Ⅰ

GB/T36237—2018/IEC61400-27-12015

:

引言

系列標準給出了用于風力發電的標準動態電氣仿真模型的相關要求

IEC61400-27。IEC61400-

給出了風力發電機組建模和模型驗證程序將會給出風電場模型和模型驗證程

27-1。IEC61400-27-2

序本標準等同采用

。IEC61400-27-1。

風力發電在電力系統中滲透率的不斷增長意味著輸電系統運營商和配電系統運營商

(TSO)

需要使用風力發電的動態模型進行電力系統穩定性研究風力發電機組制造商搭建的模型能

(DSO)。

夠模擬設備的詳細特性但是并不適用于大規模風電接入電力系統的穩定性分析首先因為詳細的制

,。

造商專有模型不僅會導致復雜性的增加并會進一步導致極長的仿真運算時間而且還需要大量的輸入

,

數據才能搭建一個具體風力發電機組型號的模型

。

本標準的目的是給出可用于電力系統穩定分析的通用動態模型工作組針對穩定

。IEEE/CIGRE

性術語和定義將電力系統穩定進行了歸類如圖所示

,1。

圖1IEEE/CIGRE穩定性術語和定義聯合工作組關于電力系統穩定的分類?IEEE2004

()

基于上述分類風力發電機組模型不僅適用于風電大擾動短時電壓穩定問題的研究而且同樣適用

,,

于其他動態短時問題的研究例如功角穩定頻率穩定小干擾電壓穩定因此該模型適用于電力系統

,、、。,

事件的動態仿真例如在標準范圍中描述的短路低電壓穿越發電或負荷損失系統的一個同步區域

,()、、

解列為多個同步區域

。

該模型應足以模擬風力發電機組輸出端的動態特性但是同時適用于大規模電網的仿真研究因

,。

此簡化的風力發電機組模型需要能夠模擬已知風力發電機組技術的典型響應

。

本標準的電氣仿真模型規范針對風力發電機組基波正序模型1)有以下局限性

,:

模型不適用于長期穩定性分析

———。

模型不適用于次同步相互作用研究

———。

模型不適用于由風速在時間和空間上的變化激發的波動研究即模型不涵蓋湍流塔影風切

———,、、

本標準涵蓋對稱和非對稱故障但是對于非對稱故障只給出正序分量相關要求

1),。

Ⅱ

GB/T36237—2018/IEC61400-27-12015

:

變尾流

、。

模型不適用于諧波閃變或其他系列標準中電磁兼容擾動的問題研究

———、IEC61400(EMC)。

模型未直接包含特征值計算2)對小信號穩定

———()。

模型只適用于風力發電機組因此不包括風電場的控制和其他設備例如

———,(SVC、STATCOM)

和其他涉及的設備給出了風力發電機組模型與風電場控制

IEC61400-27-2。IEC61400-27-2

器的接口模型

。

本標準不涵蓋短路計算的要求

———。

模型不適用于極弱系統的研究包括風力發電機組在無其他同步發電機并網的孤島情況

———,。

模型受限于中的技術要求

———5.2。

本標準的模型驗證規范針對標準模型和其他基波風力發電機組模型有以下局限性

,:

模型驗證程序不給出模型準確度的要求只給出度量模型準確度的方法3)

———,。

模型驗證程序不給出測量程序因為該程序由給出

———,IEC61400-21。

模型驗證不試圖去判斷并網導則電能質量或國家法規的符合性

———、。

測量程序中的誤差限制了模型驗證的合理準確度

———。

模型驗證程序不涵蓋穩態驗證只側重于模型動態特性的驗證

———,。

下述利益相關方是本標準模型的潛在用戶

:

和是模型的最終用戶用以進行規劃和調度運行中的電力系統穩定分析

———TSODSO,。

風電場業主在風電場并網試運行前一般被要求向和或提供風電場的仿真模型

———TSO/DSO。

風力發電機組制造商一般將向所有者提供風力發電機組模型

———。

電力系統仿真工具軟件的開發者將使用本標準在軟件庫中建立標準風力發電機組仿真模型

———。

認證機構獨立地對風力發電機組仿真模型進行模型驗證

———。

教育和研究團體也能獲益于通用模型因為制造商專有模型一般是保密的

———,。

本標準還給出了下列附錄

:

附錄資料性附錄模型驗證文檔

———A()。

附錄規范性附錄合理模型精度限制

———B()。

附錄規范性附錄數字式二階臨界阻尼低通濾波器

———C()。

附錄資料性附錄簡化風電場模型

———D()。

附錄資料性附錄二維氣動模型

———E()。

附錄資料性附錄不同軟件環境下的模型通用軟件接口

———F()。

附錄規范性附錄塊符號庫

———G()。

這些風力發電系統具有強非線性并且在建模過程中對提出的模型進行了簡化因此基于這些簡化模型的特

2),。,

征值線性化分析是不重要和不合適的

。

第章規定了大量模型準確度的度量方法具體方法的重要性取決于電網類型和穩定性分析類型附錄描

3)6。。B

述了模型準確度的合理限值

。

Ⅲ

GB/T36237—2018/IEC61400-27-12015

:

風力發電機組電氣仿真模型

1范圍

本標準規定了風力發電機組標準電氣仿真模型規定了風力發電機組和風電場的

。IEC61400-27

標準電氣仿真模型該仿真模型是應用于電力系統穩定性分析的時域正序仿真模型模型適用于電力

。。

系統短時穩定性的動態仿真包括電氣仿真模型的模型驗證程序中對

。IEC61400-27。IEC61400-21

測試的規定是本標準模型驗證的基礎

。

由下述范圍內的兩個部分組成

IEC61400-27:

本標準規定現有市場上通用風力發電機組拓撲概念和配置的動態仿真模型本標準定義通

———、。

用術語和參數目的是規定風力發電機組并網端口處的電氣特征模型通過模塊化方式描述

,。,

能適用于未來風力發電機組概念動態仿真模型的參考點為風力發電機組輸出端本標準中

。。

規定的模型驗證程序側重于中對電壓跌落參考點變化電網保護的響應測試

IEC61400-21、、。

規定現有市場上通用風電場拓撲和配置的動態仿真模型包括風電場控制和

———IEC61400-27-2,

輔助設備此外規定未來風電場技術的建模方法風電場模型采用本標準

。IEC61400-27-2