ICS27180

CCSF.11

中華人民共和國國家標準

GB/T42599—2023/IEC61400-27-22020

:

風能發電系統電氣仿真模型驗證

Windenergygenerationsystems—Electircalsimulationmodelvalidation

IEC61400-27-22020Windenerenerationsstems—

(:,gygy

Part27-2Electricalsimulationmodels—ModelvalidationIDT

:,)

2023-05-23發布2023-05-23實施

國家市場監督管理總局發布

國家標準化管理委員會

GB/T42599—2023/IEC61400-27-22020

:

目次

前言

…………………………Ⅴ

引言

…………………………Ⅵ

范圍

1………………………1

規范性引用文件

2…………………………1

術語定義縮略語和下標

3、、………………1

術語和定義

3.1…………………………1

縮略語和下標

3.2………………………5

符號和單位

4………………5

概述

4.1…………………5

符號單位

4.2()…………………………5

模型驗證程序要求

5………………………7

總則

5.1…………………7

通用要求

5.2……………7

風力發電機組模型驗證

5.3……………8

風電場模型驗證

5.4……………………8

模型驗證通用方法

6………………………9

總則

6.1…………………9

測試結果

6.2……………9

仿真

6.3…………………9

信號處理

6.4……………9

風力發電機組模型驗證

7…………………14

總則

7.1…………………14

故障穿越

7.2……………14

有功功率設定值控制

7.3………………15

頻率控制

7.4……………16

慣量控制

7.5……………17

無功功率設定值控制

7.6………………18

無功功率電壓設定值控制

7.7-………………………19

電網保護

7.8……………20

風電場模型驗證

8…………………………21

總則

8.1…………………21

有功功率控制

8.2………………………21

無功功率控制

8.3………………………22

Ⅰ

GB/T42599—2023/IEC61400-27-22020

:

無功功率電壓設定值控制

8.4-………………………23

附錄資料性風力發電機組模型驗證報告

A()………24

概述

A.1………………24

仿真模型和驗證信息

A.2……………24

驗證結果模板

A.3……………………24

附錄資料性風電場模型驗證報告

B()…………………30

概述

B.1…………………30

仿真模型和驗證信息

B.2………………30

驗證結果模板

B.3………………………30

附錄資料性模型間驗證的典型電網

C()………………33

附錄資料性模型驗證的不確定度

D()…………………34

概述

D.1…………………34

仿真不確定度

D.2………………………34

測量不確定度

D.3………………………34

模型驗證不確定度的影響

D.4…………35

附錄規范性數字式二階臨界阻尼低通濾波器

E()……………………36

附錄資料性電壓跌落故障有功功率恢復特性附加驗證方法

F()……37

概述

F.1…………………37

有功功率恢復時間驗證方法

F.2………………………37

有功功率振蕩驗證

F.3…………………37

附錄資料性不同軟件環境下的模型通用軟件接口

G()………………39

方法描述

G.1…………………………39

軟件接口描述

G.2……………………39

參考文獻

……………………45

圖穩定性術語和定義聯合工作組關于電力系統穩定性的分類

1IEEE/CIGRE……Ⅳ

圖回放仿真法信號處理流程圖

2………………………10

圖全系統仿真法信號處理流程圖

3……………………10

圖電壓跌落窗口

4………………………12

圖階躍響應特征

5………………………13

圖公差帶選擇不當的仿真穩定時間和測量穩定時間

6………………13

圖正序電壓測量值和仿真值時間序列圖

A.1…………25

圖正序有功電流測量值和仿真值時間序列圖

A.2……………………25

圖正序無功電流測量值和仿真值時間序列圖

A.3……………………25

圖正序有功電流和正序無功電流絕對誤差時間序列圖

A.4…………25

圖負序電壓測量值和仿真值時間序列圖

A.5…………26

圖負序有功電流測量值和仿真值時間序列圖

A.6……………………26

Ⅱ

GB/T42599—2023/IEC61400-27-22020

:

圖負序無功電流測量值和仿真值時間序列圖

A.7……………………26

圖負序有功電流和負序無功電流絕對誤差時間序列圖

A.8…………26

圖有功功率參考值可用有功功率有功功率測量值和有功功率仿真值時間序列圖

A.9、、…………27

圖風力發電機組控制器的頻率參考值和測量值時間序列圖

A.10……27

圖可用功率可用有功功率測量值有功功率仿真值時間序列圖

A.11、、………………27

圖風力發電機組控制器的頻率參考值和測量值時間序列圖

A.12……28

圖可用功率有功功率測量值有功功率仿真值時間序列圖

A.13、、……28

圖無功功率參考值測量值和仿真值時間序列圖

A.14、………………28

圖有功功率測量值和仿真值時間序列圖

A.15…………28

圖無功功率測量值和仿真值時間序列圖

A.16…………29

圖有功功率參考值可用有功功率有功功率測量值和有功功率仿真值時間序列圖

B.1、、…………31

圖無功功率參考值測量值和仿真值時間序列圖

B.2、…………………31

圖有功功率測量值和仿真值時間序列圖

B.3…………31

圖無功功率測量值和仿真值時間序列圖

B.4…………32

圖典型電網拓撲

C.1……………………33

圖電壓跌落有功功率性能驗證參數

F.1………………37

圖基于接口的仿真次序

G.1ESE………………………43

表誤差計算窗口

1………………………12

表仿真模型和驗證設置信息表

A.1……………………24

表全系統仿真法補充信息表

A.2………………………24

表電壓跌落和電壓升高工況正序驗證結果匯總表

A.3………………25

表電壓跌落和電壓升高工況負序驗證結果匯總表

A.4………………26

表有功功率控制驗證結果匯總表

A.5…………………27

表無功功率控制驗證結果匯總表

A.6…………………28

表電網保護驗證結果匯總表

A.7………………………29

表仿真模型和驗證設置需求信息

B.1…………………30

表全系統仿真法補充信息表

B.2………………………30

表有功功率控制驗證結果匯總表

B.3…………………31

表無功功率控制驗證結果匯總表

B.4…………………31

表測試系統線路參數標幺值

C.1WECC………………33

表測試系統變壓器參數標幺值

C.2WECC……………33

Ⅲ

GB/T42599—2023/IEC61400-27-22020

:

前言

本文件按照標準化工作導則第部分標準化文件的結構和起草規則的規定

GB/T1.1—2020《1:》

起草

。

本文件等同采用風能發電系統第部分電氣仿真模型模型驗證

IEC61400-27-2:2020《27-2:》。

本文件做了下列最小限度的編輯性改動

:

為與現有標準協調將標準名稱改為風能發電系統電氣仿真模型驗證

———,《》。

請注意本文件的某些內容可能涉及專利本文件的發布機構不承擔識別專利的責任

。。

本文件由中國機械工業聯合會提出

。

本文件由全國風力發電標準化技術委員會歸口

(SAC/TC50)。

本文件起草單位中國電力科學研究院有限公司國家電網有限公司西北分部國網吉林省電力有

:、、

限公司新疆金風科技股份有限公司國網內蒙古東部電力有限公司上海電氣風電集團股份有限公司

、、、、

國網四川省電力公司西門子歌美颯可再生能源科技中國有限公司國電聯合動力技術有限公司

、()、、

中國質量認證中心龍源電力集團股份有限公司國網遼寧省電力有限公司電力科學研究院國家電網

、、、

公司東北分部國網陜西省電力有限公司國網山西省電力公司國網山東省電力公司電力科學研究院

、、、、

浙江運達風電股份有限公司陽光電源股份有限公司遠景能源有限公司北京匯智天華新能源科技有

、、、

限公司國家電力投資集團有限公司深圳市禾望電氣股份有限公司浙江大學中車株洲電力機車研究

、、、、

所有限公司國網浙江省電力有限公司電力科學研究院明陽智慧能源集團股份公司三一重能股份有

、、、

限公司

。

本文件主要起草人秦世耀賀敬李少林程林孫勇楊志千蘇鵬朱志權葉希李躍杜雯

:、、、、、、、、、、、

康巍劉峻岐李寶聚李勝輝李丹李立楊超穎程艷法拉蒂爾張小奇項頌梁信信房新雨

、、、、、、、、、、、、、

陳黨慧張沖王素飛吳立建臧曉笛馬駿超李春彥唐建芳付永濤唐彬偉楊寧寧梁家寧樊熠

、、、、、、、、、、、、、

張進郭江濤袁旭

、、。

Ⅴ

GB/T42599—2023/IEC61400-27-22020

:

引言

本文件規定了用于風力發電機組和風電場的模型驗證程序

。

隨著風力發電在電力系統中滲透率的不斷增長輸電系統運營商和配電系統運營商

,(TSOs)

需要使用風電系統動態模型進行電力系統穩定性分析

(DSOs)。

本文件規定了能用于電力系統穩定性分析的動態模型驗證程序美國電氣與電子工程師協會與國

。

際大電網組織穩定性術語和定義1)聯合工作組將電力系統穩定性進行了分類如圖

(IEEE/CIGRE),1

所示

。

圖1IEEE/CIGRE穩定性術語和定義聯合工作組關于電力系統穩定性的分類

基于上述分類模型適用于風力發電大擾動短時穩定問題的研究例如短時電壓穩定短時頻率穩

,,、

定以及圖中的短時暫態功角穩定因此模型適用于電力系統事件的動態仿真例如短路低電壓穿

1。,,(

越脫機或甩負荷系統解列

)、、。

本文件規定的驗證程序可用于評估風力發電機組和風電場模型基頻響應的準確性包含驗證文件

、

中規定的通用正序模型驗證由風力發電機組開發商所建立詳細模型的正序和負序響

IEC61400-27-1、

應特性

。

模型驗證程序有下列局限性

:

模型驗證程序不規定模型準確度的要求只規定度量模型準確度的方法2),3)

———,;

模型驗證程序不規定測試和測量程序相關規定可依據和4)

———,IEC61400-21-1IEC61400-21-2;

模型驗證程序不用于判斷并網導則電能質量要求或國家法規的合理性

———、;

模型驗證程序不涉及穩態能力驗證例如無功功率只側重于驗證模型動態特性

———,,;

方括號中的數字引用參考文獻

1)。

本文件的范圍是提供模型仿真準確性驗證并且消除不確定度方法

2)。

第章規定了大量的模型驗證方法模型驗證的關注點取決于電網的類型和穩定性分析的內容附錄描述

3)7。。D

了模型仿真準確性的限制

。

處于編制階段

4)。

Ⅵ

GB/T42599—2023/IEC61400-27-22020

:

模型驗證程序不適用于長期穩定性分析

———;

模型驗證程序不適用于研究次同步相互作用

———;

模型驗證程序不適用于研究由風速在時間和空間上的變化引起的波動

———;

模型驗證程序不適用于研究諧波閃變或其他系列文件中的電磁兼容擾動

———、IEC61000(EMC)

問題

;

模型驗證程序不適用于小信號穩定性分析的特征值計算

———;

模型驗證程序不涉及短路計算特性

———;

模型驗證程序受限于第章中的功能性規范

———5。

下述利益相關方是本文件模型驗證程序的潛在用戶

:

輸電系統運營商和配電系統運營商需要使用本程序驗證電力系統穩定性分析模型的準確性

———;

風電場開發商在風電場并網試運行前一般有義務向電網公司提供風電場仿真模型的驗證

———

結果

;

風力發電機組制造商一般向風電場開發商提供風力發電機組模型的驗證結果

———;

電力系統仿真工具軟件的開發單位可使用本文件在軟件庫中建立仿真模型的驗證程序

———;

獨立開展模型驗證的認證機構

———;

教育和研究團體可使用本文件進行模型驗證

———。

Ⅶ

GB/T42599—2023/IEC61400-27-22020

:

風能發電系統電氣仿真模型驗證

1范圍

本文件規定了用于電力系統和電網穩定性分析的風力發電機組和風電場電氣仿真模型驗證程

序模型驗證用測試數據依據系列文件獲取本文件適用于中規定的通

,IEC61400-21。IEC61400-27-1

用模型以及其他基頻風力發電機組和風電場模型

。

風力發電機組模型驗證項目包括故障穿越能力和控制特性仿真驗證故障穿越能力包括風力發電

。

機組模型在平衡和不平衡下電壓跌落電壓升高響應特性控制特性包括有功功率控制頻率控制慣

、。、、

量控制和無功功率