NB/T 31053-2021 风电机组电气仿真模型验证规程.pdf

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标准编号:NB/T 31053-2021
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资源大小:5.8 M
标准类别:电力标准
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NB/T 31053-2021标准规范下载简介

NB/T 31053-2021 风电机组电气仿真模型验证规程.pdf

ICS27.180 CCS F 19

中华人民共和国能源行业校

18米厂房供电、给排(污)水、消防、道路、绿化施工方案(A)风电机组电气仿真模型验证规程

NB/T31053—2021

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本文件按照GB/T1.1一2020《标准化工作导则第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定 起草。 本文件代替NB/T31053一2014《风电机组低电压穿越建模及验证方法》,与NB/T31053一2014相比, 除结构调整和编辑性改动外,主要技术变化如下: a) 删除了“符号和缩略语”一章(见2014年版的第4章); 删除了“风电机组模型”一章(见2014年版的第5章); c 将“基本要求”和“验证基本原则”合并为“一般要求”一章,并分为“模型验证基本要求”和 “模型仿真功能要求”(见第4章,2014年版的5.1和6.1); d) 更改了“故障过程分区”的方法(见5.3.3,2014年版的6.4.3); e) 更改了模型验证的偏差计算窗口定义(见5.3.4,2014年版的6.4.4); f 更改了“验证结果评价”的偏差评价指标(见5.4,2014年版的6.5); g 增加了模型对“功率控制”(见第6章)、“频率响应”(见第7章)特性的验证; h)删除了“附录B(规范性)故障过程分区方法”(见2014年版的附录B)。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件由中国电力企业联合会提出。 本文件由能源行业风电标准化技术委员会风电场并网管理分技术委员会(NEA/TC1/SC4)归口。 本文件起草单位:中国电力科学研究院有限公司,国家电网有限公司国家电力调度控制中心,国网 山西省电力公司,国网浙江省电力有限公司电力科学研究院,国网山西省电力公司电力科学研究院,国 网湖南省电力有限公司电力科学研究院,新疆金风科技股份有限公司,浙江运达风电股份有限公司,上 海电气集团股份有限公司,东方电气风电有限公司,中国船舶重工集团海装风电股份有限公司。 本文件主要起草人:秦世耀、董昱、贺敬、董存、李少林、梁志峰、王金浩、黄弘扬、张金平、 张坤、杨志千、马骏超、苗风麟、朱志权、杨超颗、唐建芳、李春彦、张梅、朱琼锋、张松涛、杨靖、 陈厚涛、法拉蒂尔、刘一星、黄树根、刘新元、樊熠、杨宁宁、史俊伟、敬双、许福霞、王世均。 本文件及其所代替文件的历次版本发布情况为: 2014年首次发布为NB/T31053—2014; 一本次为第一次修订。 本文件在执行过程中的意见或建议反馈至中国电力企业联合会标准化管理中心(北京市白广路二条 号,100761)。

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风电机组电气仿真模型验证规

本文件规定了风电机组电气仿真模型验证的方法、步骤和评价指标,包括风电机组故障穿越、功率 控制和频率响应特性的仿真验证。

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件, 仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本 文件。 GB/T19963 风电场接入电力系统技术规定 GB/T20320 风力发电机组电能质量测量和评估方法 GB/T36994 风力发电机组 1电网适应性测试规程 GB/T36995 风力发电机组 故障电压穿越能力测试规程 NB/T10315 风电机组一次调频技术要求与测试规程

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不同权重后的加权平均值。

可用有功功率availableactivepower

电机组在当前资源工况下,根据发电性能所能输

4.1模型验证基本要求

4.1.1风电机组电气仿真模型验证项目包括故障穿越、功率控制和频率响应特性的模型验证。 4.1.2用于模型验证的测试数据来源为风电机组试验数据。风电机组现场运行数据、传动链平台测试数 据,可作为补充数据用于风电机组电气仿真模型验证。 4.1.3风电机组电气仿真模型验证宜采用风电机组变压器低压侧数据进行。 4.1.4风电机组电气模型仿真结果的基波正序分量应满足本文件要求,对基波负序分量的验证可参考本 文件。用于模型验证的电压、电流、功率的基波正序分量和基波负序分量应根据GB/T20320进行计算。 4.1.5用于偏差计算的仿真和测试数据应为标么值数据,功率基准值为风电机组额定有功功率,电流基 准值为测量点额定电流,电压基准值为测量点额定电压,

4.2模型仿真功能要求

4.2.1模型应具备初始参数设定功能,应能够根据不同验证项目的仿真工况进行设定。 4.2.2模型应包含风电机组正常运行和故障运行中对并网性能有明显影响的模块,模型仿真中应反映机 组过/欠电压、过/欠频率和过电流保护特性。 4.2.3模型应能够接收有功功率和无功功率(电压)控制指令,并具备设定值控制能力和频率响应控制 能力。

.之.4模尘不用伪种仿具方法 备(如低电压发生装置、高电压发生装置)模型,进行系统仿真;一种是“回放仿真法”,将实测电压、 频率等信号注入风电机组模型中进行仿真,代替电网模型电压幅值、频率变化的仿真模拟。 a)采用“全系统法”的风电机组电气模型低电压穿越和高电压穿越仿真模型结构如图1和图2所示。

Zo O 2 ? 8 5 风电机组 测量点3 测量点2 测量点1 风力发电机 Zu口 组变压器 UG 电网 低电压故障发生装置 说明: U电网电压; 电网短路阻抗: O s 一故障发生装置限流阻抗; Z 低电压故障发生装置短路阻抗。

风电机组低电压穿越仿真模型结构示意图(

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图2风电机组高电压穿越仿真模型结构示意图(全系统法)

用“回放仿真法”的风电机组模型仿真结构如图3所示。其中测试数据Ui为风电机组输出 电压,在电磁暂态仿真模型中为正弦波数据,在机电暂态仿真模型中为基于测试数据计算后 为基波正序分量和基波负序分量。

风电机组故障穿越仿真模型结构示意图(回放

模型应分别在以下两种有功功率输出状态下进行仿真验证: a)大功率输出状态,P>0.9P,(P为有功功率,P为额定有功功率); b)小功率输出状态,0.1P,≤P≤0.3P。

故障类型包括三相对称故障和两相不对称故障工况。

模型验证的电压跌落和升高幅值应包括但不限于GB/T36995中规定的三相故障和两相故障情况下

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可由模型验证机构根据传动链平台测试等确定其他验证工况,如有功功率在0.2P.~1.0P,之间! 为功率变化步长的功率范围、电压幅值在0.2U.~0.9U.和1.1U.~1.3U.之间以0.1U.为电压 步长的电压故障范围。

使用以下测试数据进行模型仿真和验证: a)用于模型验证的测试数据应包括测量点1(见图1~图3)的电压和电流、测试期间的风速。测 量点2(见图1~图3)和测量点3(见图1和图2)的电压和电流,发电机转速、风力机转速、 浆距角等测试数据可根据模型验证的需求选取。 b)采用全系统法进行模型仿真时,应收集如下数据建立电网和相关测试设备模型: 1)等效电网模型参数,包括:等效电网电压UG、测试设备电网侧接入点短路容量Sk: 2)测试设备参数,包括:低电压故障发生装置限流阻抗Zsr的电阻和电抗值、短路阻抗Zs.的 电阻和电抗值,高电压故障发生装置限流阻抗Z的电阻和电抗值、升压电容C的电容值、 升压电阻R。的电阻值。

模型验证中需要的故障穿越测试信息见附录A

根据实际测试工况,设置模型的验证工况进行仿真计算,得到风电机组变压器低压侧电压、电流和 功率仿真数据。

证测试数据与仿真数据对比的有效性,所有模型验证数据应采用相同的量纲、时标和分辨率格式,仿真 数据与测试数据的时间序列应同步。对于风电机组电磁暂态模型验证,测试与仿真数据的正序基波分量 负序基波分量)的分辨率不应低于1kHz;对于风电机组机电暂态模型验证,测试与仿真数据的正序基 波分量(负序基波分量)的分辨率不应低于100Hz

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图4风电机组低电压穿越过程分区示意图

a)根据测试电压数据,将测试与仿真的数据序列分为Wpre(故障前)、Wfault(故障期间)、Wpost(故 障后)三个时段: 1)Wpre是故障前时段,时间范围为tbegin到tfaulttbegin一般为电压跌落或升高前1S,且在图1 和图2中限流阻抗投入后; 2)Wfult是故障期间时段,时间范围为tfault到teleari 3) Wpost是故障后时段,时间范围为telear到tend,tend一般为故障清除后,风电机组有功功率开 始稳定输出后的1S。 b)将Wfauit(故障期间)和Wpost(故障后)两时段划分为电压骤变的暂态区间和稳定运行的稳态区间: 1)WaultTR为故障发生时电压骤升或骤降的暂态区间,通常为140ms,若暂态过程在140ms 后未结束,则分别以有功电流、无功电流的波动开始进入土10%额定电流范围内时刻的后 20ms为故障期间有功功率、有功电流暂态区间的结束和无功功率、无功电流、电压暂态 区间的结束; 2)WfaulQs为故障期间的稳态区间;

4.1计算测试数据与仿真数据之间的偏差,考核模型的准确程度。测试与仿真数据偏差计算的 包括: 一一电压U(仅全系统法模型仿真用);

电压U(仅全系统法模型仿真用); 有功功率P:

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5.3.4.2偏差类型包括平均偏差、平均绝对偏差、最大偏差以及加权平均绝对偏差。采用电磁暂态仿真 和机电暂态仿真的模型验证偏差计算窗口不同,见表1和表2。其中电磁暂态仿真模型稳态和暂态区间 的偏差分别计算,机电暂态仿真模型稳态和暂态区间的偏差合并计算或仅计算稳态区间偏差。

表1电磁暂态仿真模型偏差计算窗口

表2机电暂态仿真模型偏差计算窗口

DB34 T 3828-2021 建筑外墙外保温工程修缮技术规程.pdf3用xsim和xmea分别表示模型验证电气量的仿真数据和测试数据基波正序分量的标幺值。第n 据与测试数据的偏差为:

a)平均偏差。在包含N个时间步长的稳态和暂态区间内,计算测试数据与仿真数据基波正序分量 差值的算术平均,并取其绝对值,用表示。

平均绝对偏差。在包含N个时间步长的稳态和暂态区间内,计算测试数据与仿真数据基波正 分量差值的绝对值的算术平均,用GMAE表示。

偏差。在包含N个时间步长的稳态区间内,计算测试数据与仿真数据基波正序分量差值的 值的最大值装修施工流程及施工工艺课件,用M表示。

mxe = max (Io()o(2)], o(M)l)

功率控制特性验证工况应至少包括GB/T20320规定的有功功率控制、无功功率控制(根据无功控制 模式可为恒无功功率控制、恒电压控制或功率因数控制)测试工况。

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