2020光儲一體式虛擬同步發(fā)電機技術(shù)規(guī)范

XX新能源發(fā)電有限公司光儲一體式虛擬同步發(fā)電機技術(shù)規(guī)范（2020版）目??次前言 II范圍 1規(guī)范性引用文件 1術(shù)語和定義 1產(chǎn)品分類與配置 3技術(shù)要求 3檢驗 8標志、包裝、運輸、貯存 9附錄A（資料性附錄）光儲一體式虛擬同步發(fā)電機轉(zhuǎn)動慣量及一次調(diào)頻計算方法說明 11附錄B（資料性附錄）光儲一體式虛擬同步發(fā)電機并網(wǎng)特性 12編制說明 14I1111IIII光儲一體式虛擬同步發(fā)電機技術(shù)規(guī)范范圍本標準規(guī)定了光儲一體式虛擬同步發(fā)電機的產(chǎn)品分類、技術(shù)要求、檢驗規(guī)則、標志、包裝、運輸、貯存相關(guān)內(nèi)容。本標準適用于并網(wǎng)型光儲一體式虛擬同步發(fā)電機。規(guī)范性引用文件GB/T191—2008 包裝儲運圖示標志GB/T3859.2 1-2部分應(yīng)用導(dǎo)則GB/T7251.1 1部分：型式試驗和部分型式試驗成套設(shè)備GB/T12325 電能質(zhì)量供電電壓允許偏差GB/T12326 電能質(zhì)量電壓波動和閃變GB/T13384 機電產(chǎn)品包裝通用技術(shù)條件GB/T14549 電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波GB/T15543 電能質(zhì)量三相電壓不平衡GB/T15545 不定形耐火材料包裝、標志、運輸和儲存GB/T34120—2017 電化學(xué)儲能系統(tǒng)儲能變流器技術(shù)規(guī)范NB/T32004—2018 光伏發(fā)電并網(wǎng)逆變器技術(shù)規(guī)范國家發(fā)展和改革委員會2014年第14號令電力監(jiān)控系統(tǒng)安全防護規(guī)定術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1光儲一體式虛擬同步發(fā)電機energystorageintegratedphoto-voltaicvirtualsynchronousgenerator利用虛擬同步發(fā)電機技術(shù)實現(xiàn)與常規(guī)同步發(fā)電機組相似運行機制及機電外特性的光伏儲能一體化變流器。3.1.1逆變器inverter3.1.2PAGEPAGE3PAGEPAGE10DC-DCboostconverterforphoto-voltaicport與直流側(cè)光伏陣列相連用于將光伏陣列輸入的電壓變化的直流電變換至逆變器直流側(cè)的升壓變換器。注：包括可能存在的直流濾波器。3.1.3儲能端雙向直流變換器bi-directionalDC-DCconverterforenergystorageport與儲能單元直流側(cè)相連用于將儲能輸入的電壓變化的直流電與逆變器直流側(cè)進行雙向功率變換的升降壓變換器。注：包括可能存在的直流濾波器。3.1.4直流環(huán)節(jié)DClink光伏直流端升壓變換器（可選）、儲能端雙向直流變換器（可選）與逆變器相互連接的直流電路。3.2虛擬同步發(fā)電機技術(shù)virtualsynchronousgeneratortechnology3.2.1虛擬同步發(fā)電機轉(zhuǎn)動慣量rotaryinertiavirtualsynchronousgeneratorJ表征虛擬同步發(fā)電機模擬傳統(tǒng)同步發(fā)電機轉(zhuǎn)子慣性的特征參數(shù)，kg?m2。3.2.2虛擬同步發(fā)電機慣性時間常數(shù)inertiatimeconstantTJ注：虛擬同步發(fā)電機慣性時間常數(shù)TJ的計算方法參見附錄A。3.2.3阻尼系數(shù)dampingcoefficientD用于表征虛擬同步發(fā)電機阻尼系統(tǒng)振蕩能力的特征參數(shù)，N·m·s/rad。3.2.4虛擬同步發(fā)電機有功調(diào)頻系數(shù)activepower-frequencyregulatingcoefficientofVSGKf（以虛擬同步發(fā)電機額定功率為基準值）與系統(tǒng)頻率變化量標幺值（以系統(tǒng)額定頻率為基準值）的比值。注：虛擬同步發(fā)電機有功調(diào)頻系數(shù)的計算方法參見附錄A。產(chǎn)品分類與配置系統(tǒng)配置光儲一體式虛擬同步發(fā)電機應(yīng)配置電化學(xué)電池儲能或超級電容儲能。主要參數(shù)交流側(cè)電壓等級（V0.20.310.3（0.、0.66（0.69）、1（1.05）。額定功率等級光儲一體式虛擬同步發(fā)電機的額定功率等級（kW）優(yōu)先采用以下系列：30、50、100、200、250、500、630、750、1000、1250、1500、2000、2500、3000。儲能容量配置光儲一體式虛擬同步發(fā)電機配置的儲能系統(tǒng)容量應(yīng)具備支撐虛擬同步發(fā)電機的有功調(diào)節(jié)量達到10%Pn，且持續(xù)時間不少于15s的雙向一次調(diào)頻能力。技術(shù)要求使用條件正常使用環(huán)境條件光儲一體式虛擬同步發(fā)電機應(yīng)在下列環(huán)境條件下工作：工作環(huán)境溫度：－20℃～＋45℃。當(dāng)環(huán)境溫度超過正常使用環(huán)境條件規(guī)定的最高值時（但最多15℃）GB/T3859.2規(guī)定使用；相對濕度：≤95％；海拔高度≤1000m；海拔高度>1000mGB/T3859.2規(guī)定降額使用；d）空氣中不應(yīng)含有過量的塵埃、酸、堿腐蝕性及爆炸性微粒和氣體；e）無劇烈震動沖擊，垂直傾斜度≤5°。正常使用的電氣條件GB/T14549中規(guī)定的限值；GB/T15543規(guī)定的限值；GB/T15545規(guī)定的限值；電壓偏差在-10%~+15%范圍內(nèi)。結(jié)構(gòu)及外觀要求結(jié)構(gòu)及外觀要求如下：柜體設(shè)一處公共接地點，柜體各處應(yīng)保證與公共接地點的良好電氣連接，具備電擊防范措施，保護接地完整；柜體內(nèi)部宜裝設(shè)加熱除濕裝置；柜體內(nèi)部控制單元的供電宜采用帶屏蔽的隔離變壓器電源供電；d）柜體的按鈕、開關(guān)、顯示屏、信號燈與報警裝置等的選型及安裝工藝，以及柜體進出線方式應(yīng)與柜體的防護等級匹配；e)柜體的結(jié)構(gòu)牢固，應(yīng)能承受運行環(huán)境下電、熱、機械強度和振動對設(shè)備的影響。電氣連接要求電擊防護要求NB/T32004—20186.2的規(guī)定。輔助器件要求輔助器件如散熱風(fēng)扇、外部電路斷路器和斷路裝置等，在正常工作狀態(tài)時其運行機能應(yīng)滿足相應(yīng)要求。絕緣絕緣電阻1MΩGB/T34120—20175的規(guī)定進行。介質(zhì)強度50Hz1min的工頻交流電壓或等效直流電壓，試驗過程中保證不擊穿，不飛弧，漏電流＜20mA。GB/T34120—20176電氣間隙和爬電距離GB/T7251.1的規(guī)定。功能要求功率因數(shù)光儲一體式虛擬同步發(fā)電機功率因數(shù)應(yīng)滿足NB/T32004—2018中8.3的要求。穩(wěn)定性運行測試時間產(chǎn)品滿載無故障連續(xù)運行的穩(wěn)定性測試時間不應(yīng)小于72h。低溫性能在試驗溫度為工作溫度下限且穩(wěn)定后，產(chǎn)品通電啟動運行，低溫啟機時間應(yīng)小于2h，持續(xù)運行時間為2h。低溫試驗結(jié)束至正常試驗環(huán)境2h后，產(chǎn)品應(yīng)能正常啟動。高溫性能在試驗溫度為工作溫度上限且穩(wěn)定后，產(chǎn)品通電啟動運行，啟機時間不超過2h，持續(xù)運行時間為2h。高溫試驗結(jié)束后恢復(fù)2h后產(chǎn)品應(yīng)能正常啟動運行。防護等級應(yīng)符合NB/T32004—2018中5.6的要求。噪聲應(yīng)符合NB/T32004—2018中6.6的規(guī)定。耐振動性能應(yīng)符合NB/T32004—2018中5.4的要求。保護功能過電流保護當(dāng)工作電流超過設(shè)定值時，產(chǎn)品應(yīng)啟動保護。缺相保護產(chǎn)品應(yīng)設(shè)置缺相保護。相序錯誤保護產(chǎn)品應(yīng)設(shè)置相序錯誤保護。電網(wǎng)電壓不平衡保護產(chǎn)品應(yīng)設(shè)置電網(wǎng)電壓不平衡保護。接地故障保護產(chǎn)品應(yīng)設(shè)置接地故障保護以防止接地漏電流超過允許值。過/欠電壓保護包括光伏輸入端過壓、儲能輸入端過壓、直流環(huán)節(jié)過/欠壓保護和網(wǎng)側(cè)過/欠壓保護。浪涌過電壓保護產(chǎn)品應(yīng)設(shè)置浪涌過電壓保護，采用進線過壓吸收裝置作為標準配置。電網(wǎng)適應(yīng)性光儲一體式虛擬同步發(fā)電機接入電網(wǎng)后，應(yīng)滿足電網(wǎng)適應(yīng)性的要求。具體要求如下：GB/T12326的規(guī)定時，光儲一體式虛擬同步發(fā)電機應(yīng)能正常運行。GB/T14549的規(guī)定時，光儲一體式虛擬同步發(fā)電機應(yīng)能正常運行。GB/T15543的規(guī)定時，光儲一體式虛擬同步發(fā)電機應(yīng)能正常運行。GB/T12325的規(guī)定時，光儲一體式虛擬同步發(fā)電機應(yīng)正常運行。1的頻率運行要求。表1光儲一體式虛擬同步發(fā)電機頻率運行頻率范圍運行要求f＜46.5Hz根據(jù)光儲一體式虛擬同步發(fā)電機允許運行的最低頻率而定46.5Hz≤f＜47.0Hz頻率每次低于47.0Hz，光儲一體式虛擬同步發(fā)電機應(yīng)能至少運行5s47.0Hz≤f＜47.5Hz頻率每次低于47.5Hz，光儲一體式虛擬同步發(fā)電機應(yīng)能至少運行20s47.5Hz≤f＜48.0Hz頻率每次低于48.0Hz，光儲一體式虛擬同步發(fā)電機應(yīng)能至少運行1min48Hz≤f＜48.5Hz頻率每次低于48.5Hz，光儲一體式虛擬同步發(fā)電機應(yīng)能至少運行5min48.5Hz≤f≤50.5Hz連續(xù)運行50.5Hz＜f≤51.0Hz頻率每次高于50.5Hz，光儲一體式虛擬同步發(fā)電機應(yīng)能至少運行3min51.0Hz＜f≤51.5Hz頻率每次高于51.0Hz，光儲一體式虛擬同步發(fā)電機應(yīng)能至少運行30sf＞51.5Hz根據(jù)光儲一體式虛擬同步發(fā)電機允許運行的最高頻率而定虛擬同步發(fā)電機性能虛擬慣量±0.0Hz10%N時,慣量響應(yīng)時，光儲一體式虛擬同步發(fā)電機有功功率變化量應(yīng)滿足式（1），最大有功功率增量不低于10%PN，響應(yīng)時間不大于500ms，有功功率誤差不大于±2%PN，TJ應(yīng)在4s～12s范圍內(nèi)。NPTJdfPN

(1)fNdt式中：△P——光儲一體式虛擬同步發(fā)電機輸出有功功率的變化量，單位：kW；PN——光儲一體式虛擬同步發(fā)電機的額定有功功率，單位：kW；f——光儲一體式虛擬同步發(fā)電機并網(wǎng)點頻率，單位：Hz；TJ——光儲一體式虛擬同步發(fā)電機慣性時間常數(shù)，單位：s。阻尼控制光儲一體式虛擬同步發(fā)電機宜具有阻尼控制功能，阻尼系數(shù)D可根據(jù)實際電網(wǎng)要求確定。阻尼系數(shù)的取值應(yīng)滿足虛擬同步發(fā)電機控制系統(tǒng)穩(wěn)定性和動態(tài)響應(yīng)速度的要求。一次調(diào)頻當(dāng)系統(tǒng)頻率偏差值大于10%PN10%PN時可不再繼續(xù)增加；當(dāng)系統(tǒng)頻率上升時，虛擬同步發(fā)電機應(yīng)根據(jù)一次調(diào)頻曲線減少有功輸出，當(dāng)有功調(diào)節(jié)量達到20%PN時可不再繼續(xù)減?。籏f5～2020；3s12s30s，有功功率調(diào)節(jié)控制誤差不應(yīng)超過±2%PN；B0.01Hz。無功控制1s。B。故障穿越故障類型及考核電壓2B1%。表2低電壓穿越考核電壓故障類型考核電壓三相對稱短路故障交流側(cè)線/相電壓兩相相間短路故障交流側(cè)線電壓兩相接地短路故障交流線/相電壓單相接地短路故障交流相電壓有功功率恢復(fù)30％額定功率/秒的功率變化率平滑的恢復(fù)至故障前的值。動態(tài)無功能力光儲一體式虛擬同步發(fā)電機動態(tài)無功能力要求如下：自光儲一體式虛擬同步發(fā)電機交流側(cè)電壓異常時刻起（UT＜0.9UT＞1.1），動態(tài)無功電流60ms150ms；（0.9≤UT≤1.1）Iq應(yīng)實時跟蹤交流側(cè)電壓變化，并應(yīng)滿足式（2）和（3）：Iq-Iq0=K1×（0.9-UT）×IN （UT＜0.9） (2)Iq-Iq0=K2×（1.1-UT）×IN （UT＞1.1） (3)式中：Iq——虛擬同步發(fā)電機輸出動態(tài)無功電流有效值，數(shù)值為正代表輸出感性無功，數(shù)值為負代表輸出容性無功；Iq0——進入故障前的虛擬同步發(fā)電機輸出動態(tài)無功電流有效值；K1、K2——虛擬同步發(fā)電機輸出無功電流比例系數(shù)，K1和K2應(yīng)可設(shè)置，K1取值范圍應(yīng)為1.5~2.5，K2取值范圍應(yīng)為0~1.5；UT——虛擬同步發(fā)電機交流側(cè)實際電壓正序分量與額定電壓正序分量的比值；IN ——虛擬同步發(fā)電機交流側(cè)額定輸出電流值。0.4IN；動態(tài)無功電流控制誤差不應(yīng)大于±10%IN。虛擬同步發(fā)電機性能現(xiàn)場測試接口光儲一體式虛擬同步發(fā)電機應(yīng)具備可與便攜式模擬信號發(fā)生器輸出直接相連的頻率信號輸入接口，通訊RS485IEC61850201414號令要求。檢驗型式試驗當(dāng)有下列情況之一時，應(yīng)進行型式試驗：新產(chǎn)品或老產(chǎn)品轉(zhuǎn)廠的試驗定型鑒定；當(dāng)產(chǎn)品的設(shè)計、工藝或所用材料的改變會影響產(chǎn)品性能時；產(chǎn)品長期停產(chǎn)后恢復(fù)生產(chǎn)時；出廠試驗結(jié)果與上次型式試驗有較大差別時；用戶提出特殊要求，經(jīng)制造商同意時。出廠試驗每臺產(chǎn)品都應(yīng)進行出廠試驗。試驗合格后，填寫試驗記錄并且出具合格證方能出廠。試驗項目光儲一體式虛擬同步發(fā)電機試驗項目見表3。表3光儲一體式虛擬同步發(fā)電機試驗項目試驗名稱型式試驗出廠試驗虛擬同步發(fā)電機性能試驗結(jié)構(gòu)及外觀√√電氣元器件√√電氣連接√√防觸電措施√√輔助器件√√絕緣√√功能試驗√√表3（續(xù)）試驗名稱型式試驗出廠試驗虛擬同步發(fā)電機性能試驗總諧波畸變率（THD）√√效率√溫升√電磁兼容性能√低溫性能√高溫性能√耐濕熱試驗√防護等級√噪聲√通信√√振動試驗√保護功能√√低電壓穿越√高電壓穿越√虛擬同步發(fā)電機功能√標志、包裝、運輸、貯存標志產(chǎn)品標志產(chǎn)品名稱、型號、商標或產(chǎn)品代號；b）產(chǎn)品主要技術(shù)參數(shù)：額定功率（kW）；電網(wǎng)側(cè)額定電壓（V）；電網(wǎng)側(cè)額定電流（A）；電網(wǎng)側(cè)額定頻率（Hz）；光伏輸入電壓范圍（V）；光伏輸入額定電流（A）；儲能接入端電壓范圍（V）；儲能接入端電流范圍（A）；c）出廠編號；d）制造日期（批號f）制造廠名、廠址；g）執(zhí)行標準；f）使用年限。注：受銘牌尺寸限制，其它項目可在產(chǎn)品手冊中給出。包裝標志光儲一體式虛擬同步發(fā)電機的外包裝上應(yīng)有收發(fā)貨標志、包裝儲運標志和安全警告標志，應(yīng)按GB/T191—2