編制說明-風(fēng)電機組電氣仿真模型建模導(dǎo)則

《風(fēng)電機組電氣仿真模型建模導(dǎo)則》編制說明標(biāo)準(zhǔn)編制組2021-10-18

1編制背景大規(guī)模新能源接入電網(wǎng)給電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行帶來諸多挑戰(zhàn)。新能源發(fā)電系統(tǒng)中電力電子裝置數(shù)量巨大，新能源對電網(wǎng)穩(wěn)定性影響增大，系統(tǒng)中的直流換相失敗、再啟動等故障頻發(fā)，造成新能源機組大規(guī)模脫網(wǎng)，并引發(fā)嚴重的連鎖性故障。換相失敗等故障引發(fā)的暫態(tài)過程變化較快，電壓瞬時值變化達ms級，且不同機型、不同制造商的新能源機組的電磁暫態(tài)差異性較大；另外，高比例新能源接入后，電網(wǎng)強度相對變?nèi)?，寬頻帶振蕩頻發(fā)。因此建立精細化、差異化的新能源機組電磁仿真模型，用于分析暫態(tài)過電壓及寬頻帶振蕩問題，進而根據(jù)電磁仿真模型進一步建立新能源機組的機電仿真模型，對新能源并網(wǎng)系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定特性分析具有重要意義。中國電力科學(xué)研究院等10余家科研及制造企業(yè)，采用控制硬件在環(huán)建模仿真和控制程序封裝模型建模仿真的方法，建立了覆蓋國內(nèi)外主流機型的風(fēng)電機組控制硬件在環(huán)模型庫、控制程序封裝模型庫，并進一步建立了風(fēng)電機組機電暫態(tài)模型庫，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)電機組電磁仿真模型和機電仿真模型，能夠準(zhǔn)確分析風(fēng)電機組暫態(tài)和穩(wěn)態(tài)特性。本標(biāo)準(zhǔn)的制定，有利于規(guī)范風(fēng)電機組電氣仿真模型的建模，且更準(zhǔn)確分析風(fēng)電機組暫態(tài)和穩(wěn)態(tài)特性，能夠解決因系統(tǒng)故障引發(fā)過壓、振蕩問題導(dǎo)致的新能源送出受限問題，提高新能源接入性能，從而提升系統(tǒng)穩(wěn)定性。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)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)定性分析有據(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)電機組電磁、機電建?；疽?；規(guī)范了風(fēng)電機組電磁和機電仿真模型結(jié)構(gòu)；風(fēng)電機組控制硬件在環(huán)模型、風(fēng)電機組控制程序封裝模型和風(fēng)電機組機電模型的子模塊模型，并根據(jù)模型適用范圍對指標(biāo)要求進一步細化。3與其他標(biāo)準(zhǔn)文件的關(guān)系本標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合風(fēng)電機組電磁、機電仿真模型的基本情況，制定出合適的標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范風(fēng)電機組電磁、機電仿真模型建模的準(zhǔn)確性和規(guī)范性，以適應(yīng)風(fēng)電機組暫態(tài)特性分析和新能源送出系統(tǒng)暫態(tài)特性分析的順利開展。4主要工作過程本項目制定過程中結(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)電機組電氣仿真模型建模導(dǎo)則》征求意見稿。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。2020年3月-2020年6月，調(diào)研國內(nèi)外科研機構(gòu)及生產(chǎn)企業(yè)風(fēng)電機組電磁仿真模型、機電仿真模型的建模方法，明確標(biāo)準(zhǔn)修訂核心內(nèi)容。2020年7月至2020年11月，編制《風(fēng)電機組電氣仿真模型建模導(dǎo)則》標(biāo)準(zhǔn)大綱，并完成標(biāo)準(zhǔn)草案。2020年12月至2021年4月，針對標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容進行研究和詳細編制，并結(jié)合風(fēng)電機組電磁暫態(tài)仿真模型及機電仿真模型進行仿真測試，進行方法驗證和指標(biāo)適應(yīng)性分析。2021年5月至2021年7月，確立風(fēng)電機組電磁模型和機電模型的模型結(jié)構(gòu)、模型子模塊及建模步驟。2021年8月-10月，針對前期分析完善標(biāo)準(zhǔn)，形成《風(fēng)電機組電氣仿真模型建模導(dǎo)則》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》和DL/T600—2001《電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)編寫基本規(guī)定》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)電機組電磁仿真模型和風(fēng)電機組機電仿真模型的模型仿真要求、模型結(jié)構(gòu)、模型子模塊模型，主要結(jié)構(gòu)和內(nèi)容如下：1.目次；2.前言；3.標(biāo)準(zhǔn)正文，共設(shè)5章：范圍、規(guī)范性引用文件、術(shù)語和定義、一般規(guī)定。其中：范圍：規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍；規(guī)范性引用文件：規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)引用文件；術(shù)語和定義：規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)采用的術(shù)語和定義；風(fēng)電機組電磁仿真模型：包括電磁模型一般要求、風(fēng)電機組控制硬件在環(huán)模型結(jié)構(gòu)及子模塊模型；風(fēng)電機組控制程序封裝模型的模型結(jié)構(gòu)及子模塊模型。風(fēng)電機組機電仿真模型：包括機電模型一般要求、風(fēng)電機組模型結(jié)構(gòu)、風(fēng)電機組模型子模塊模型；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：風(fēng)電機組模型由于風(fēng)電機組控制特性差異化引起風(fēng)電機組特性差異較大，因此應(yīng)根據(jù)風(fēng)電機組實際結(jié)構(gòu)和控制性能，盡可能建立準(zhǔn)確的能反映機組特性的風(fēng)電機組模型，包括風(fēng)電機組電磁仿真模型和風(fēng)電機組機電仿真模型。子模塊模型由于變流器生產(chǎn)廠家