《配電網(wǎng)電磁暫態(tài)數(shù)字仿真技術(shù)導(dǎo)則》

1ICSXX.XXX.XX

2CCSXXX

ZJSEE

3浙江省電力學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)

4T/ZJSEEXXXX-YYYY

5

6配電網(wǎng)電磁暫態(tài)數(shù)字實(shí)時(shí)仿真技術(shù)導(dǎo)則

7Technicalguidelinesforelectromagnetictransientdigital

8simulationindistributionnetwork

9（與國際標(biāo)準(zhǔn)一致性程度的標(biāo)識(shí)）

10（征求意見稿）

11

2024-01-01發(fā)布2024-06-01實(shí)施

浙江省電力學(xué)會(huì)發(fā)布

T/ZJSEEXXXX-YYYY

48

49配電網(wǎng)電磁暫態(tài)數(shù)字實(shí)時(shí)仿真技術(shù)導(dǎo)則

501范圍

51本文件規(guī)定了配電網(wǎng)電磁暫態(tài)數(shù)字仿真系統(tǒng)的功能及性能、通用流程、應(yīng)用場景等技術(shù)要求。

52本文件適用于配電網(wǎng)電磁暫態(tài)數(shù)字仿真，以及基于電磁暫態(tài)數(shù)字仿真技術(shù)開展的電網(wǎng)分析和試驗(yàn)。

532規(guī)范性引用文件

54下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，

55僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；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

56文件。

57GB/T7261繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置基本試驗(yàn)方法

58GB/T15544.1三相交流系統(tǒng)短路電流計(jì)算

59GB/T22239信息安全技術(shù)網(wǎng)絡(luò)安全等級(jí)保護(hù)基本要求

60GB/T22384電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)檢驗(yàn)規(guī)范

61GB/T36278電動(dòng)汽車充換電設(shè)施接入配電網(wǎng)技術(shù)規(guī)范

62GB38755電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定導(dǎo)則

63GB/T40601電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)字仿真技術(shù)要求

64GB/T50865光伏發(fā)電接入配電網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范

65DL/T755電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定導(dǎo)則

66DL/T1563中壓配電網(wǎng)可靠性評(píng)估導(dǎo)則

67DL/T2041分布式電源接入電網(wǎng)承載力評(píng)估導(dǎo)則

68DL/T2246電化學(xué)儲(chǔ)能電站并網(wǎng)運(yùn)行與控制技術(shù)規(guī)范

69Q/GDW10738配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)技術(shù)導(dǎo)則

70Q/GDW11375配電網(wǎng)規(guī)劃計(jì)算分析數(shù)據(jù)規(guī)范術(shù)語和定義

713術(shù)語和定義

72下列術(shù)語和定義適用于本文件。

733.1

74電磁暫態(tài)仿真electromagnetictransientsimulation

75模擬電力電子裝置快速暫態(tài)和電力系統(tǒng)故障或操作引起的非正弦暫態(tài)過程的仿真技術(shù)，仿真步長為

76納秒級(jí)到微秒級(jí)，動(dòng)態(tài)過程持續(xù)時(shí)間從微秒至數(shù)秒。

773.2

78數(shù)字實(shí)時(shí)仿真realtimedigitalsimulation

79與自然世界實(shí)際物理過程推進(jìn)速度一致的數(shù)字仿真。

803.3

81數(shù)字非實(shí)時(shí)仿真non-real-timedigitalsimulation

82與自然世界實(shí)際物理過程推進(jìn)速度不一致的數(shù)字仿真，根據(jù)與實(shí)際物理時(shí)間快慢比較，可以細(xì)分為

83超實(shí)時(shí)仿真和欠實(shí)時(shí)仿真。

843.4

85數(shù)字仿真系統(tǒng)digitalsimulator

86具備數(shù)字仿真能力的計(jì)算硬件與軟件的總稱。

873.5

88實(shí)時(shí)性realtime

1

89數(shù)字實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)在每個(gè)仿真步長內(nèi)完成數(shù)字仿真模型計(jì)算和輸入/輸出數(shù)據(jù)交互，并在仿真步長

90結(jié)束時(shí)刻作出反應(yīng)的特性。

91同步性synchronism

92數(shù)字實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)的仿真與實(shí)際電力系統(tǒng)的運(yùn)行是同步的，系統(tǒng)中的電氣行為與實(shí)際電力系統(tǒng)中的

93電氣行為在時(shí)間和性能上保持協(xié)調(diào)一致。

943.6

95系統(tǒng)圖systemdiagram

96按照?qǐng)D形拓?fù)潢P(guān)系規(guī)則，依據(jù)一定的排布成圖規(guī)則和特定數(shù)據(jù)類型，從地理電網(wǎng)模型抽取的反映區(qū)

97域電網(wǎng)連接關(guān)系的邏輯圖。

983.7

99單線圖linediagram

100將電網(wǎng)地理接線圖中單條線路（饋線）以橫平豎直展現(xiàn)的，反映電網(wǎng)設(shè)備連接關(guān)系和狀態(tài)的邏輯圖。

1014數(shù)字仿真系統(tǒng)要求及性能

1024.1一般要求

103數(shù)字仿真系統(tǒng)應(yīng)包括硬件及軟件,其功能及性能應(yīng)滿足GB/T40601的要求，并滿足以下要求。

1044.2功能

1054.2.1數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換與拼接

106仿真器應(yīng)具備電網(wǎng)模型數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換與拼接功能,并滿足以下要求:

107a）數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換應(yīng)具備導(dǎo)入常用電網(wǎng)仿真軟件（EMTP、PSCAD等）模型數(shù)據(jù)和機(jī)電暫態(tài)仿真數(shù)據(jù)的功

108能;

109b）數(shù)據(jù)拼接應(yīng)具備電網(wǎng)分區(qū)域建模,以及分區(qū)模型的導(dǎo)入和拼接功能。

1104.2.2模型解耦并行計(jì)算

111數(shù)字仿真系統(tǒng)宜具備解耦功能，可評(píng)估模型計(jì)算量，將原始模型解耦為多個(gè)子模型并行計(jì)算求解，

112并行仿真結(jié)果與串行仿真結(jié)果一致。

1134.2.3初始化

114數(shù)字仿真系統(tǒng)可從零狀態(tài)啟動(dòng)或從穩(wěn)態(tài)直接啟動(dòng)，進(jìn)入用戶指定的初始運(yùn)行工況，宜具備仿真過程

115中的斷面保存和載入功能，可基于斷面數(shù)據(jù)進(jìn)行仿真初始化并繼續(xù)仿真。

1164.2.4批處理

117數(shù)字仿真系統(tǒng)宜具備建立事件序列并在仿真啟動(dòng)后依據(jù)設(shè)定自動(dòng)依次觸發(fā)事件的功能。宜通過故障

118模板定義批量作業(yè)，并依次自動(dòng)完成批量作業(yè)仿真及結(jié)果回收分析工作。

1194.2.5仿真計(jì)算功能

120配電網(wǎng)計(jì)算分析功能主要包括以下內(nèi)容:

121a）針對(duì)配電網(wǎng)主要設(shè)備及不同類型的電源進(jìn)行編輯建模，設(shè)定用于計(jì)算分析所需的模型參數(shù)。

122b）對(duì)計(jì)算分析的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)的功能，主要包括拓?fù)淠Ｐ蛥?shù)校驗(yàn)、設(shè)備模型參數(shù)校驗(yàn)、其

123他計(jì)算參數(shù)校驗(yàn)等內(nèi)容。

124c）涉及配電網(wǎng)所有核心計(jì)算分析功能，主要包括潮流計(jì)算、短路電流計(jì)算等內(nèi)容。

1254.3性能

1264.3.1仿真規(guī)模及步長

127仿真規(guī)模及步長應(yīng)符合以下規(guī)定：

128a）配電網(wǎng)電磁暫態(tài)數(shù)字仿真規(guī)模應(yīng)與仿真場景和仿真目標(biāo)相適應(yīng)，確保所關(guān)注仿真對(duì)象的暫態(tài)特

129性不失真。

T/ZJSEEXXXX-YYYY

130b）可依據(jù)仿真目標(biāo)選取不同的仿真步長，機(jī)電暫態(tài)典型仿真步長為10毫秒，電磁暫態(tài)典型仿真

131步長為50微秒，電磁暫態(tài)小步長仿真典型步長應(yīng)不大于5微秒。

1324.3.2實(shí)時(shí)性、同步性和穩(wěn)定性

133數(shù)字仿真系統(tǒng)內(nèi)計(jì)算單元應(yīng)按照設(shè)定的仿真步長向前積分求解，當(dāng)進(jìn)行實(shí)時(shí)仿真時(shí)每步計(jì)算物理耗

134時(shí)均不超過仿真步長。

135數(shù)字實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)應(yīng)具備長時(shí)間穩(wěn)定同步運(yùn)行能力，以滿足不同仿真場景需求，連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)間

136應(yīng)不少于24小時(shí)。

1374.3.3網(wǎng)絡(luò)安全

138數(shù)字仿真系統(tǒng)應(yīng)具備安全保護(hù)能力，并符合GB/T22239的規(guī)定。

1395配電網(wǎng)主要設(shè)備模型

1405.1電源模型

1415.1.1同步電機(jī)模型

142同步電機(jī)模型應(yīng)反映電機(jī)穩(wěn)態(tài)、暫態(tài)和動(dòng)態(tài)特性，宜根據(jù)勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置、調(diào)速器、電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)

143定器(PSS)等控制作用,采用不低于六階的派克(Park)模型。

144電機(jī)內(nèi)部故障模擬宜采用相域發(fā)電機(jī)模型,定子繞組或轉(zhuǎn)子繞組上應(yīng)設(shè)置故障點(diǎn)。

1455.1.2光伏模型

146光伏仿真模型主要包括光伏電池、變流器和控制系統(tǒng)模型等。對(duì)于仿真精度要求不高的場景，光伏

147可采用可控電流源模擬，變流器采用開關(guān)函數(shù)或平均值模型。對(duì)于仿真精度要求較高的場景，光伏電池

148宜采用5參數(shù)等效電路模型，變流器采用電力電子開關(guān)模型。

149光伏模型輸入?yún)?shù)包括光照強(qiáng)度和溫度。光伏電站模型宜等值為單機(jī)模型，通常視為PQ節(jié)點(diǎn)。光

150伏模型的接入系統(tǒng)條件應(yīng)滿足GB/T50865的有關(guān)規(guī)定。

1515.1.3風(fēng)電模型

152風(fēng)電模型包括風(fēng)電機(jī)組、變流器和控制系統(tǒng)模型等。對(duì)于仿真精度要求不高的場景，風(fēng)電機(jī)組可采

153用可控電流源模擬，變流器采用開關(guān)函數(shù)或平均值模型。對(duì)于仿真精度要求較高的場景，風(fēng)電機(jī)組宜采

154用雙饋和直驅(qū)電機(jī)高階模型，變流器采用電力電子開關(guān)模型。

155風(fēng)電模型輸入?yún)?shù)包括風(fēng)速、風(fēng)向等。風(fēng)力發(fā)電站模型宜等值為單機(jī)模型，通常視為PQ節(jié)點(diǎn)。

1565.2電網(wǎng)模型

1575.2.1變壓器模型

158對(duì)于仿真精度要求較高的場景，宜采用具備變壓器內(nèi)部故障模擬功能的變壓器模型。一般廠站變壓

159器可采用普通變壓器模型。重點(diǎn)廠站變壓器宜采用具有飽和特性和磁滯特性的變壓器模型。

1605.2.2線路模型

161電纜或架空線路可采用集中參數(shù)的PI結(jié)構(gòu)模型。長度較長的高壓配電網(wǎng)線路，宜采用頻率相關(guān)的

162分布參數(shù)線路模型。

1635.2.3開關(guān)模型

164斷路器、短路點(diǎn)、隔離開關(guān)宜采用電弧模型，保護(hù)間隙、避雷器間隙和絕緣子閃絡(luò)可采用間隙開關(guān)

165模型，其他開關(guān)可采用時(shí)控理想開關(guān)模型。

1665.2.4無功補(bǔ)償模型

167無功補(bǔ)償設(shè)備一般可采用可控電流源模擬。對(duì)于仿真精度要求較高的場景，可詳細(xì)模擬無功補(bǔ)償設(shè)

168備的動(dòng)態(tài)特性，包括快速開關(guān)器件、電容、反并聯(lián)二極管、串聯(lián)電抗。

3

1695.3負(fù)荷模型

1705.3.1負(fù)荷模型

171支持對(duì)負(fù)荷功率動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)。對(duì)于仿真精度要求較高的場景，宜采用包含負(fù)荷靜特性的典型靜態(tài)負(fù)荷

172（ZIP負(fù)荷）模型和異步電機(jī)模型，對(duì)于仿真精度要求不高的場景，采用恒阻抗靜態(tài)負(fù)荷模型。

1735.3.2充換電設(shè)施

174充換電設(shè)施一般可采用可控電流源模擬。對(duì)于仿真精度要求較高的場景，可詳細(xì)模擬充換電設(shè)施的

175動(dòng)態(tài)特性，包括充放電控制模型、電池模型和變流器模型。充換電設(shè)施的電壓等級(jí)、用戶等級(jí)、接入點(diǎn)

176應(yīng)滿足GB/T36278的要求。

1775.4儲(chǔ)能模型

178儲(chǔ)能模型主要包括電池、變流器和控制系統(tǒng)模型等，儲(chǔ)能模型電池模塊一般可采用動(dòng)態(tài)等效電路模

179型，變流器采用開關(guān)函數(shù)或平均值模型。對(duì)于仿真精度要求較高的場景，變流器宜采用電力電子開關(guān)模

180型。

181儲(chǔ)能電站模型宜等值為單機(jī)模型，根據(jù)控制模式，視為PQ節(jié)點(diǎn)或PV節(jié)點(diǎn)。儲(chǔ)能模型的接入系統(tǒng)條

182件應(yīng)滿足DL/T2246的有關(guān)規(guī)定。

1835.5二次系統(tǒng)

184二次系統(tǒng)模型可根據(jù)實(shí)際需要,采用實(shí)時(shí)數(shù)字仿真器內(nèi)基礎(chǔ)元件庫構(gòu)建或采用第三方軟件平臺(tái)編碼

185開發(fā)的數(shù)字模型。

1866仿真流程

1876.1一般要求

188仿真流程宜包括仿真初始化、仿真模型及參數(shù)校驗(yàn)、仿真試驗(yàn)及分析、仿真結(jié)果校驗(yàn)、仿真報(bào)告編

189制，并應(yīng)符合GB/T7261、GB/T22384、GB38755、DL/T1172、DL/T1563的規(guī)定。

1906.2仿真初始化

191配電網(wǎng)電磁暫態(tài)數(shù)字仿真中應(yīng)對(duì)配電網(wǎng)中相關(guān)模型進(jìn)行初始化，具體如下：

192a）應(yīng)具備從零狀態(tài)啟動(dòng)或從穩(wěn)態(tài)直接啟動(dòng)進(jìn)入預(yù)設(shè)運(yùn)行工況的功能；

193b）宜具備仿真過程中斷而數(shù)據(jù)保存和載入功能，可基于斷面數(shù)據(jù)進(jìn)行仿真初始化并繼續(xù)仿真。

1946.3仿真模型及參數(shù)校驗(yàn)

195a）數(shù)字模型及參數(shù)驗(yàn)證，具體如下：

196b）收集設(shè)備現(xiàn)場試驗(yàn)錄波數(shù)據(jù)、理論曲線等；

197c）調(diào)整數(shù)字模型運(yùn)行方式，與對(duì)比對(duì)象運(yùn)行方式一致；

198d）對(duì)比數(shù)字模型仿真結(jié)果與對(duì)比對(duì)象結(jié)果，記錄偏差值，判定偏差是否符合設(shè)計(jì)要求。

1996.4仿真試驗(yàn)及分析

2006.4.1一般規(guī)定

201仿真試驗(yàn)應(yīng)包括下列內(nèi)容：

202a）調(diào)整仿真工況基礎(chǔ)潮流，使系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)狀態(tài)與試驗(yàn)設(shè)計(jì)一致或接近；

203b）設(shè)定故障或擾動(dòng)，可通過時(shí)間觸發(fā)或人為控制觸發(fā)；

204c）檢查分析運(yùn)行工況，判斷是否具備試驗(yàn)啟動(dòng)條件，具備時(shí)，觸發(fā)相應(yīng)故障或擾動(dòng)；

205d）通過曲線、錄波或表計(jì)觀測設(shè)備動(dòng)作情況及系統(tǒng)響應(yīng)，對(duì)響應(yīng)正確結(jié)果及時(shí)記錄，對(duì)與預(yù)期不

206一致結(jié)果應(yīng)分析查找問題，并重新試驗(yàn)。

2076.4.2潮流計(jì)算

208配電網(wǎng)潮流計(jì)算功能主要包括以下內(nèi)容:

T/ZJSEEXXXX-YYYY

209a）根據(jù)給定的運(yùn)行條件和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)確定網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行狀態(tài)，計(jì)算得出配電網(wǎng)(全部饋線或部分饋線)

210的母線潮流、線段潮流、電源潮流、負(fù)荷潮流、單個(gè)元件功率損耗以及整體網(wǎng)損等計(jì)算結(jié)果；

211b）宜采用適用于配電網(wǎng)的計(jì)算方法，如牛頓法、前推回代法。潮流計(jì)算的收斂精度和輸電網(wǎng)計(jì)算

212相同；

213c）輸出結(jié)果宜通過表格、圖形標(biāo)注等方式進(jìn)行展示，且要符合相應(yīng)的數(shù)據(jù)規(guī)范。

2146.4.3短路電流計(jì)算

215配電網(wǎng)短路電流計(jì)算功能主要包括以下內(nèi)容:

216a）支持對(duì)配電網(wǎng)進(jìn)行計(jì)算，可以得出任意節(jié)點(diǎn)或饋線段區(qū)域內(nèi)的三相短路、兩相短路、單相接地

217短路、兩相短路接地等全網(wǎng)短路的計(jì)算結(jié)果；

218b）要充分考慮配電網(wǎng)特征、中性點(diǎn)接地方式、上級(jí)電網(wǎng)的短路容量和系統(tǒng)的R/X。有關(guān)上級(jí)電網(wǎng)

219的短路容量和系統(tǒng)的R/X的歸算方法可參考GB/T15544.1中的相關(guān)內(nèi)容；

220c）輸出結(jié)果宜通過表格、圖形標(biāo)注等方式進(jìn)行展示，數(shù)據(jù)規(guī)范可參考Q/GDW11375中的相關(guān)內(nèi)容。

2216.4.4電能質(zhì)量分析

222配電網(wǎng)電能質(zhì)量分析主要包括以下內(nèi)容:

223a）根據(jù)需研究的運(yùn)行工況，確定對(duì)應(yīng)的模型參數(shù)，計(jì)算得到穩(wěn)態(tài)運(yùn)行情況；

224b）確定需要研究的故障集，故障集的選擇應(yīng)遵循DL/T755中的相關(guān)內(nèi)容，選擇需要監(jiān)測的電氣量；

225c）對(duì)選定的故障進(jìn)行時(shí)域仿真計(jì)算，進(jìn)行暫態(tài)電壓穩(wěn)定判斷。

2266.4.5新能源承載力分析

227配電網(wǎng)新能源承載力分析主要包括以下內(nèi)容:

228a）分析范圍應(yīng)包括分布式電源消納范圍內(nèi)的各電壓等級(jí)電網(wǎng)，評(píng)估對(duì)象應(yīng)包括相應(yīng)的輸變電設(shè)備；

229b）宜與電網(wǎng)年度方式分析、電網(wǎng)規(guī)劃同步周期性開展，并結(jié)合電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、用電負(fù)荷及電源變化適

230當(dāng)調(diào)整分析周期；

231c）應(yīng)開展以DL/T2041為依據(jù)的熱穩(wěn)定計(jì)算、電壓偏差、短路電流、諧波等校核，確定新能源的

232接入配電網(wǎng)的規(guī)模和接入方案。

2336.5仿真結(jié)果校核

2346.5.1一般規(guī)定

235仿真結(jié)果校核應(yīng)通過與電網(wǎng)實(shí)際故障錄波、現(xiàn)場調(diào)試試驗(yàn)錄波、理論分析結(jié)果等對(duì)比確定。

2366.5.2可信度校核

237可信度校核方法分為定性分析和定量分析兩種；

238