(高清版)GB∕T 38983.1-2020 虛擬同步機(jī) 第1部分：總則

ICS27.010F19中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)ⅠGB/T38983《虛擬同步機(jī)》分為5個(gè)部分：—第2部分：風(fēng)力發(fā)電虛擬同步發(fā)電機(jī)；—第3部分：光伏發(fā)電虛擬同步發(fā)電機(jī)；—第4部分：電力儲(chǔ)能虛擬同步機(jī)；—第5部分：負(fù)荷側(cè)虛擬同步機(jī)。本部分為GB/T38983的第1部分。本部分按照GB/T1.1—2009給出的規(guī)則起草。本部分由中國(guó)電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)提出。本部分由全國(guó)微電網(wǎng)與分布式電源并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)(SAC/TC564)歸口。本部分起草單位：中國(guó)電力科學(xué)研究院有限公司、國(guó)網(wǎng)江蘇省電力有限公司、國(guó)網(wǎng)冀北電力有限公司電力科學(xué)研究院、國(guó)網(wǎng)天津市電力公司、國(guó)網(wǎng)重慶市電力公司電力科學(xué)研究院、國(guó)電南瑞科技股份有限公司、許繼集團(tuán)有限公司、國(guó)網(wǎng)江西省電力有限公司、廣西電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力科學(xué)研究院、國(guó)網(wǎng)新源張家口風(fēng)光儲(chǔ)示范電站有限公司、東南大學(xué)、華北電力大學(xué)、重慶大學(xué)、湖南大學(xué)、江蘇固德威電源科技股份有限公司。本部分主要起草人：盛萬興、呂志鵬、劉海濤、吳鳴、蘇劍、孫麗敬、宋振浩、于輝、劉輝、王旭東、李俊杰、張偉、韋徵、秦曉輝、劉漢民、周柯、曹建博、蘇麗寧、顏湘武、涂春鳴、范王建華、翁蓓蓓。1GB/T38983的本部分規(guī)定了虛擬同步機(jī)的基本規(guī)定、功能要求和性能要求。本部分適用于虛擬同步機(jī)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用。2規(guī)范性引用文件下列文件對(duì)于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T18451.2風(fēng)力發(fā)電機(jī)組功率特性測(cè)試GB/T18487（所有部分）電動(dòng)汽車傳導(dǎo)充電系統(tǒng)GB/T19963風(fēng)電場(chǎng)接入電力系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定GB/T19964光伏發(fā)電站接入電力系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定GB/T20234（所有部分）電動(dòng)汽車傳導(dǎo)充電用連接裝置GB/T29319光伏發(fā)電系統(tǒng)接入配電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定GB/T34120電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)儲(chǔ)能變流器技術(shù)規(guī)范GB/T36548電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)接入電網(wǎng)測(cè)試規(guī)范GB/T37408光伏發(fā)電并網(wǎng)逆變器技術(shù)要求GB/T37409光伏發(fā)電并網(wǎng)逆變器檢測(cè)技術(shù)規(guī)范3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1通過模擬同步機(jī)的慣量、內(nèi)電勢(shì)等機(jī)電暫態(tài)特性，使得端口的功率、電壓運(yùn)行外特性與同步機(jī)相似的電力電子變流系統(tǒng)或設(shè)備。3.2端口特性表現(xiàn)為發(fā)電機(jī)發(fā)電的虛擬同步機(jī)。3.3端口特性表現(xiàn)為負(fù)荷用電的虛擬同步機(jī)。3.4虛擬同步機(jī)有功功率隨頻率變化的變化率。f擬同步機(jī)額定有功功率為基準(zhǔn)值）與系統(tǒng)頻率變化量標(biāo)幺值（以系統(tǒng)額定頻率為基準(zhǔn)值）的比值來表示。２f式中：ff增加或減少的多寡。ffff虛擬同步機(jī)無功功率隨電壓幅值變化的變化率。注：虛擬同步機(jī)無功調(diào)壓系數(shù)通常用KＶ表示，計(jì)算方法如式所示。用虛擬同步機(jī)無功功率變化量標(biāo)幺值（以虛擬同步機(jī)額定容量為基準(zhǔn)）與并網(wǎng)點(diǎn)電壓幅值變化量標(biāo)幺值（以并網(wǎng)點(diǎn)所在電壓等級(jí)對(duì)應(yīng)的標(biāo)稱電壓為基準(zhǔn)）的比值來表示。式中：減少或增加的多寡；對(duì)于虛擬同步電動(dòng)機(jī)，符號(hào)取正號(hào)，KＶ表征了隨端口電壓幅值的升降虛擬同步電動(dòng)機(jī)消耗無功功率增加或減少的多寡。機(jī)并網(wǎng)點(diǎn)電壓，單位為伏特。UＮ—并網(wǎng)點(diǎn)所在電壓等級(jí)對(duì)應(yīng)的標(biāo)稱電壓，單位為伏特。VM物理意義上表示虛擬同步機(jī)的虛擬轉(zhuǎn)子在額定轉(zhuǎn)矩作用下從靜止啟動(dòng)到轉(zhuǎn)速達(dá)到額定值所需的時(shí)間。注：虛擬同步機(jī)慣性時(shí)間常數(shù)可等效為同步發(fā)電機(jī)的慣性時(shí)間常數(shù)，通常用TＪ表示，計(jì)算方法如式所示。式中：T虛擬同步機(jī)有功功率響應(yīng)于系統(tǒng)頻率變化率的特性，表征在系統(tǒng)頻率變化過程中虛擬同步機(jī)由于虛擬轉(zhuǎn)子動(dòng)能變化而釋放或吸收的電磁功率。注1：對(duì)于電壓源型虛擬同步機(jī)，虛擬同步機(jī)的慣量響應(yīng)還包括虛擬轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速和功角在不平衡轉(zhuǎn)矩作用下不能突變而是按照轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)方程變化的特性。f≈f3式中：3.8從系統(tǒng)頻率升高或降低超過有功調(diào)頻死區(qū)開始，虛擬同步發(fā)電機(jī)實(shí)際有功功率變化量達(dá)到有功目3.9從系統(tǒng)頻率升高或降低超過有功調(diào)頻死區(qū)開始，虛擬同步發(fā)電機(jī)實(shí)際有功功率變化量達(dá)到有功目從系統(tǒng)頻率升高或降低超過有功調(diào)頻死區(qū)開始，虛擬同步發(fā)電機(jī)實(shí)際有功實(shí)測(cè)值與有功目標(biāo)值之4基本規(guī)定4.1虛擬同步機(jī)可包括電力電子變流器、等效轉(zhuǎn)子的蓄能部分、控制部分等，應(yīng)具備提供慣量功率或部分一次調(diào)頻功率的功能。4.2應(yīng)用于光伏發(fā)電并網(wǎng)的虛擬同步發(fā)電機(jī)除應(yīng)滿足本標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定外，還應(yīng)滿足GB/T37408、GB/T37409、GB/T19964、GB/T29319的相關(guān)規(guī)定。4.3應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)的虛擬同步發(fā)電機(jī)除應(yīng)滿足本標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定外，還應(yīng)滿足GB/T18451.2、GB/T19963的相關(guān)規(guī)定。4.4應(yīng)用于儲(chǔ)能并網(wǎng)的虛擬同步發(fā)電機(jī)除應(yīng)滿足本標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定外，還應(yīng)滿足GB/T36548、GB/T34120等相關(guān)規(guī)定。4.5應(yīng)用于電動(dòng)汽車充電樁的虛擬同步電動(dòng)機(jī)除應(yīng)滿足本標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定外，還應(yīng)滿足GB/T18487（所有部分）、GB/T20234（所有部分）等相關(guān)規(guī)定。5功能要求5.1虛擬同步機(jī)應(yīng)具備參與電網(wǎng)頻率調(diào)節(jié)、電網(wǎng)電壓調(diào)節(jié)、慣量響應(yīng)和阻尼控制功能。5.2虛擬同步機(jī)應(yīng)具備參與電網(wǎng)頻率調(diào)節(jié)的功能。當(dāng)系統(tǒng)頻率偏差值大于系統(tǒng)頻率偏差設(shè)定值時(shí)，虛擬同步機(jī)應(yīng)自動(dòng)調(diào)節(jié)有功功率，參與電網(wǎng)頻率調(diào)節(jié)。5.3虛擬同步機(jī)應(yīng)具備電網(wǎng)電壓調(diào)節(jié)功能。當(dāng)系統(tǒng)電壓偏差值大于系統(tǒng)電壓偏差設(shè)定值時(shí)，虛擬同步機(jī)應(yīng)自動(dòng)調(diào)節(jié)無功功率，參與電網(wǎng)電壓調(diào)節(jié)。5.4虛擬同步機(jī)應(yīng)具備慣量響應(yīng)功能，當(dāng)系統(tǒng)頻率變化率大于系統(tǒng)頻率變化率設(shè)定值時(shí)，虛擬同步機(jī)應(yīng)自動(dòng)調(diào)節(jié)有功功率，抑制電網(wǎng)頻率快速變化。5.5虛擬同步機(jī)應(yīng)具備阻尼控制功能，模擬同步機(jī)阻尼特性，使由外界作用或電力系統(tǒng)本身固有原因引起的功率振蕩幅度逐漸下降，提高電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性。46性能要求f6.1.2.2虛擬同步發(fā)電機(jī)有功調(diào)頻動(dòng)態(tài)響應(yīng)曲線如圖1所示，有功調(diào)頻啟動(dòng)時(shí)間應(yīng)滿足下列規(guī)定：100ms。6.1.2.3虛擬同步發(fā)電機(jī)有功調(diào)頻響應(yīng)時(shí)間應(yīng)滿足下列規(guī)定：;6.1.2.4虛擬同步發(fā)電機(jī)有功調(diào)頻調(diào)節(jié)時(shí)間應(yīng)滿足下列規(guī)定：;±2%PN說明：P0—有功功率初始值；P1—有功功率目標(biāo)值；tttt圖1有功調(diào)頻動(dòng)態(tài)響應(yīng)曲線6.1.3有功調(diào)頻有功功率調(diào)節(jié)幅度頻導(dǎo)致發(fā)電設(shè)備脫網(wǎng)或者停機(jī)。6.2電網(wǎng)電壓調(diào)節(jié)6.2.1