《編制說明-風(fēng)電場電氣仿真模型建模及驗證規(guī)程》

《風(fēng)電場電氣仿真模型建模及驗證規(guī)程》

編制說明

標(biāo)準(zhǔn)編制組

2021-10-15

1編制背景

截止至2021年9月底，我國風(fēng)電裝機容量接近3億千瓦，大規(guī)模風(fēng)電匯集

后經(jīng)輸電通道外送至負(fù)荷中心，給電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行帶來挑戰(zhàn)。為了研究評估

大規(guī)模風(fēng)電接入對電網(wǎng)運行與安全性的影響，丹麥和德國等國家的風(fēng)電并網(wǎng)導(dǎo)則

均對風(fēng)電機組及風(fēng)電場的仿真模型提出了相應(yīng)要求。風(fēng)電機組及場站建模技術(shù)的

研究也成為各國電力系統(tǒng)運行單位及科研機構(gòu)普遍關(guān)注的研究方向。

在國家電力調(diào)度控制中心組織下，中國電力科學(xué)研究院等10余家科研及制

造企業(yè)，建立了覆蓋國內(nèi)外主流機型的風(fēng)電機組仿真模型，進一步建立了風(fēng)電場

電氣仿真模型，結(jié)合實際工程項目進行了大量的穩(wěn)態(tài)、暫態(tài)試驗，深入分析研究

了風(fēng)電機組暫態(tài)特性，明確了風(fēng)電機組暫態(tài)特性對系統(tǒng)特性的影響。研究結(jié)果表

明：建立風(fēng)電場電磁仿真模型和機電仿真模型，能夠準(zhǔn)確分析風(fēng)電場的特性，準(zhǔn)

確評估風(fēng)電對接入電網(wǎng)運行與安全的影響。

本標(biāo)準(zhǔn)的制定，有利于通過量化的技術(shù)性指標(biāo)引導(dǎo)帶動我們風(fēng)電相關(guān)技術(shù)的

發(fā)展和進步，推動我國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)整體技術(shù)水平的提升。

2編制主要原則

本標(biāo)準(zhǔn)編制的原則遵守現(xiàn)有相關(guān)法律、條例、標(biāo)準(zhǔn)和導(dǎo)則等，兼顧電網(wǎng)運行

和風(fēng)能發(fā)電發(fā)展的要求。

本標(biāo)準(zhǔn)的出發(fā)點和基本原則是確保用于風(fēng)電場并網(wǎng)穩(wěn)定評估方法有據(jù)可依，

同時盡量使條文具有可操作性，便于理解、引用和實施。

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了風(fēng)電場電氣電磁暫態(tài)仿真模型、機電暫態(tài)仿真模型，仿真模型

驗證的方法及驗證報告的內(nèi)容。

3與其他標(biāo)準(zhǔn)文件的關(guān)系

本標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合風(fēng)電場接入電力系統(tǒng)的基本情況，制定出合適的標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范風(fēng)電

場仿真模型準(zhǔn)確性，以適應(yīng)風(fēng)電場并網(wǎng)穩(wěn)定特性評估、風(fēng)電接入電力系統(tǒng)穩(wěn)定性

分析的順利開展。

1

4主要工作過程

本次修訂過程中結(jié)合實際調(diào)研數(shù)據(jù)，多次廣泛征求意見，于2021年10月形

成《風(fēng)電場電氣仿真模型建模及驗證規(guī)程》征求意見稿。

1)2020年2月中旬在北京召開第一次編制組工作會議，討論標(biāo)準(zhǔn)修訂的原

則和工作進度，確立工作總體目標(biāo)，構(gòu)建組織機構(gòu)，確定參編單位及其

人員，開展課題前期研究工作。

2)2020年3月-2020年6月，調(diào)研風(fēng)電場匯集系統(tǒng)模型、功率控制模型、

保護模型、無功補償模型等并網(wǎng)安全分析模型的需求，明確標(biāo)準(zhǔn)修訂核

心內(nèi)容。

3)2020年7月至9月，調(diào)研IEC、德國、丹麥、美國等國家地區(qū)風(fēng)電場電

氣仿真模型相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)；

4)2020年10月至2021年1月，編制《風(fēng)電場電氣仿真模型建模及驗證規(guī)

程技術(shù)規(guī)范》標(biāo)準(zhǔn)大綱，并完成標(biāo)準(zhǔn)草案。

5)2021年2月至4月，針對標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容進行研究和詳細(xì)編制，并結(jié)合風(fēng)電場

電磁暫態(tài)仿真模型，進行方法驗證和指標(biāo)適應(yīng)性分析。

6)2021年5月至7月，建立風(fēng)電場仿真評估模型及步驟。

7)2021年8月至10月，針對前期分析完善標(biāo)準(zhǔn)，形成《風(fēng)電場電氣仿真

模型建模及驗證規(guī)程技術(shù)規(guī)范》標(biāo)準(zhǔn)征求意見稿。

5標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)和內(nèi)容

本標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)GB/T1.1—2000《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)和編寫

規(guī)則》的編寫要求進行標(biāo)準(zhǔn)編制。

本標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容包括風(fēng)電場電氣仿真模型、仿真模型的驗證和驗證報告，主

要結(jié)構(gòu)和內(nèi)容如下：

1.目次；

2

2.前言；

3.標(biāo)準(zhǔn)正文，共設(shè)6章：范圍、規(guī)范性引用文件、術(shù)語和定義、風(fēng)電場電

氣仿真模型、風(fēng)電場電氣仿真模型驗證、風(fēng)電場電氣仿真模型與驗證報告主要內(nèi)

容。其中：

1)范圍：規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍；

2)規(guī)范性引用文件：規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)引用文件；

3)術(shù)語和定義：規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)采用的術(shù)語和定義；

4)風(fēng)電場電氣仿真模型：包括總則、風(fēng)電場電氣仿真模型結(jié)構(gòu)、風(fēng)電場

電磁暫態(tài)仿真模型、風(fēng)電場機電暫態(tài)仿真模型；

5)風(fēng)電場電氣仿真模型驗證；包括基本原則、風(fēng)電機組電氣仿真模型驗

證、靜止無功發(fā)生器（SVG）電氣仿真模型驗證、風(fēng)電場電氣仿真模

型驗證；

6)風(fēng)電場電氣仿真模型與驗證報告主要內(nèi)容：包括概況、風(fēng)電場電磁暫

態(tài)仿真模型與驗證、風(fēng)電場機電暫態(tài)仿真模型與驗證、結(jié)論和建議。

4.附錄：共設(shè)3章附錄。其中：

1)附錄A（資料性附錄）風(fēng)電機組/靜止無功發(fā)生器/風(fēng)電場阻抗掃描方

法

2)附錄B（規(guī)范性附錄）風(fēng)電機組/靜止無功發(fā)生器/風(fēng)電場故障過程分

區(qū)；

3)附錄C（規(guī)范性附錄）靜止無功補償器（SVG）故障穿越模型驗證工

況。

本文件代替NB/T31075-2016《風(fēng)電場電氣仿真模型建模及驗證規(guī)程》，主要

的技術(shù)變化說明如下：

a）增加了“對于通過其他電壓等級接入電網(wǎng)的風(fēng)電場電氣仿真模型建模，

可參照執(zhí)行。”（見第1章）；

b）增加了“阻抗特性”（見第3章）；

c）增加了“風(fēng)電場電磁暫態(tài)仿真模型”（見4.3）；

d）增加了“風(fēng)電機組電磁暫態(tài)仿真模型驗證”（見第5.2.1）。

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6條文說明

現(xiàn)對標(biāo)準(zhǔn)中下列幾個條文進行具體分析和說明：

1.第3.1條阻抗特性

阻抗特性是觀測點注入小信號電壓擾動產(chǎn)生的與擾動信號頻率相關(guān)的特性

值，而風(fēng)電場內(nèi)的電力電子具有非線性運行特性，因此采用阻抗特性分析風(fēng)電場

模型和進行模型驗證時，需要考慮不同的運行工況。

2.第4.3條風(fēng)電場電磁暫態(tài)仿真模型