ICS 27.180
CCS F19
NB
中华人民共和国能源行业标准
NB/T 31053—2021
代替NB/T 31053-2014
风电机组电气仿真模型验证规程
Code of practice for electrical simulation model validation of wind turbines
2021-04-26发布
2021-10-26实施
国家能源局 发布
NB/T 31053-2021
目次
前言……………………………………………………………………………………………………………Ⅱ
1 范围…………………………………………………………………………………………………………1
2 规范性引用文件……………………………………………………………………………………………1
3 术语和定义…………………………………………………………………………………………………1
4 一般要求……………………………………………………………………………………………………2
4.1 模型验证基本要求……………………………………………………………………………………2
4.2 模型仿真功能要求……………………………………………………………………………………2
5 故障穿越特性验证…………………………………………………………………………………………3
5.1 验证工况 ………………………………………………………………………………………………3
5.2 测试数据要求……………………………………………………………………………………………4
5.3 模型验证步骤………………………………………………………………………………………4
5.4 验证结果评价……………………………………………………………………………………………7
6 功率控制特性验证………………………………………………………………………………………………8
6.1 验证工况……………………………………………………………………………………………8
6.2 测试数据要求 ………………………………………………………………………………………………8
6.3 模型验证步骤 ………………………………………………………………………………………………8
6.4 验证结果评价…………………………………………………………………………………10
7频率响应特性验证…………………………………………………………………………………10
7.1 验证工况………………………………………………………………………………………10
7.2 测试数据要求 …………………………………………………………………………………………10
7.3 模型验证步骤…………………………………………………………………………………10
7.4 验证结果评价………………………………………………………………………………………………11
附录A(资料性)风电机组模型验证用测试信息……………………………………………………12
附录B(资料性)模型验证结果 …………………………………………………………………14
参考文献………………………………………………………………………………………………15
NB/T 31053-2021
风电机组电气仿真模型验证规程
1 范围
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。
本文件适用于风电机组并网特性评估以及电力系统稳定性分析涉及的风电机组电气仿真模型验证。2规范性引用文件
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/T 19963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 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/T 10315风电机组一次调频技术要求与测试规程
3 术语和定义
GB/T19963界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
稳态区间steady-state range风电机组电气仿真模型故障穿越特性验证时，机端电压不发生瞬时突变，保持稳定运行的过程。
3.2
暂态区间transient-state range
风电机组电气仿真模型故障穿越特性验证时，机端电压发生瞬时突变，风电机组由一个稳定状态过渡到另一个稳定状态的过渡过程。
3.3
平均偏差mean deviation在电气模型验证中，每组仿真数据与其对应测试数据之差的算术平均值。
3.4
平均绝对偏差 mean absolute deviation在电气模型验证中，每组仿真数据与其对应测试数据之差的绝对值的算术平均值。
3.5
最大偏差maximum deviation在电气模型验证中，每组仿真数据与其对应测试数据之差的绝对值的最大值。
3.6
加权平均绝对偏差weighted mean absolute deviation在电气仿真模型验证中，将整个故障穿越响应过程分成不同时段，对每个时段的平均绝对偏差赋予不同权重后的加权平均值。
3.7
可用有功功率available active power风电机组在当前资源工况下，根据发电性能所能输出的最优有功功率。
4一般要求
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/T 20320进行计算。
4.1.5用于偏差计算的仿真和测试数据应为标幺值数据，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。
4.2.4模型可采用两种仿真方法。一种是“全系统法”,风电机组模型外接电网等效模型和相关测试设备(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。
U₆(
Z
测量点3
S₁
Z
Za[
测量点2
风力发电机
组变压器
测量点1
风电机组
S₂
电网
低电压故障发生装置
说明：
Ua——电网电压：Z.——电网短路阻抗：Z—故障发生装置限流阻抗；Z—低电压故障发生装置短路阻抗。
图1 风电机组低电压穿越仿真模型结构示意图(全系统法)