《風電機組電氣仿真模型建模導則》編制說明標準編制組2021-10-18

1編制背景大規模新能源接入電網給電力系統安全穩定運行帶來諸多挑戰。新能源發電系統中電力電子裝置數量巨大，新能源對電網穩定性影響增大，系統中的直流換相失敗、再啟動等故障頻發，造成新能源機組大規模脫網，并引發嚴重的連鎖性故障。換相失敗等故障引發的暫態過程變化較快，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差異性較大；另外，高比例新能源接入后，電網強度相對變弱，寬頻帶振蕩頻發。因此建立精細化、差異化的新能源機組電磁仿真模型，用于分析暫態過電壓及寬頻帶振蕩問題，進而根據電磁仿真模型進一步建立新能源機組的機電仿真模型，對新能源并網系統的暫態穩定特性分析具有重要意義。中國電力科學研究院等10余家科研及制造企業，采用控制硬件在環建模仿真和控制程序封裝模型建模仿真的方法，建立了覆蓋國內外主流機型的風電機組控制硬件在環模型庫、控制程序封裝模型庫，并進一步建立了風電機組機電暫態模型庫，結合實際工程項目進行了大量的穩態、暫態試驗，深入分析研究了風電機組暫態特性，明確了風電機組暫態特性對系統特性的影響。研究結果表明：建立風電機組電磁仿真模型和機電仿真模型，能夠準確分析風電機組暫態和穩態特性。本標準的制定，有利于規范風電機組電氣仿真模型的建模，且更準確分析風電機組暫態和穩態特性，能夠解決因系統故障引發過壓、振蕩問題導致的新能源送出受限問題，提高新能源接入性能，從而提升系統穩定性。2編制主要原則本標準編制的原則遵守現有相關法律、條例、標準和導則等，兼顧電網運行和風電發展的要求。本標準的出發點和基本原則是確保用于風電場并網穩定性分析有據可依，同時盡量使條文具有可操作性，便于理解、引用和實施。本標準規定了風電機組電磁、機電建模基本要求；規范了風電機組電磁和機電仿真模型結構；風電機組控制硬件在環模型、風電機組控制程序封裝模型和風電機組機電模型的子模塊模型，并根據模型適用范圍對指標要求進一步細化。3與其他標準文件的關系本標準結合風電機組電磁、機電仿真模型的基本情況，制定出合適的標準，規范風電機組電磁、機電仿真模型建模的準確性和規范性，以適應風電機組暫態特性分析和新能源送出系統暫態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合實際調研數據，多次廣泛征求意見，于2021年10月形成《風電機組電氣仿真模型建模導則》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，討論標準修訂的原則和工作進度，確立工作總體目標，構建組織機構，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，調研國內外科研機構及生產企業風電機組電磁仿真模型、機電仿真模型的建模方法，明確標準修訂核心內容。2020年7月至2020年11月，編制《風電機組電氣仿真模型建模導則》標準大綱，并完成標準草案。2020年12月至2021年4月，針對標準內容進行研究和詳細編制，并結合風電機組電磁暫態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適應性分析。2021年5月至2021年7月，確立風電機組電磁模型和機電模型的模型結構、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準，形成《風電機組電氣仿真模型建模導則》標準征求意見稿。5標準結構和內容本標準依據GB/T1.1—2000《標準化工作導則第1部分：標準的結構和編寫規則》和DL/T600—2001《電力行業標準編寫基本規定》的編寫要求進行標準編制。本標準主要內容包括風電機組電磁仿真模型和風電機組機電仿真模型的模型仿真要求、模型結構、模型子模塊模型，主要結構和內容如下：1.目次；2.前言；3.標準正文，共設5章：范圍、規范性引用文件、術語和定義、一般規定。其中：范圍：規定標準的適用范圍；規范性引用文件：規定標準引用文件；術語和定義：規定標準采用的術語和定義；風電機組電磁仿真模型：包括電磁模型一般要求、風電機組控制硬件在環模型結構及子模塊模型；風電機組控制程序封裝模型的模型結構及子模塊模型。風電機組機電仿真模型：包括機電模型一般要求、風電機組模型結構、風電機組模型子模塊模型；6條文說明現對標準中下列幾個條文進行具體分析和說明：風電機組模型由于風電機組控制特性差異化引起風電機組特性差異較大，因此應根據風電機組實際結構和控制性能，盡可能建立準確的能反映機組特性的風電機組模型，包括風電機組電磁仿真模型和風電機組機電仿真模型。子模塊模型由于變流器生產廠家