《風(fēng)電場電氣仿真模型建模及驗(yàn)證規(guī)程》

ICS27.160

F11

備案號(hào)：NB

中華人民共和國能源行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

NB/T****—202*

代替NB/T31075-2016

風(fēng)電場電氣仿真模型建模及驗(yàn)證規(guī)程

SpecificationforElectricalSimulationModelsandValidationofWindFarm

（征求意見稿）

202*-*-**發(fā)布202*-*-*實(shí)施

國家能源局發(fā)布

風(fēng)電場電氣仿真模型建模及驗(yàn)證規(guī)程

1范圍

本文件規(guī)定了電力系統(tǒng)仿真分析用的風(fēng)電場電氣仿真模型的建模及驗(yàn)證。

本文件適用于通過110（66）kV及以上電壓等級(jí)接入電網(wǎng)的風(fēng)電場電氣仿真模型建模。

對(duì)于通過其他電壓等級(jí)接入電網(wǎng)的風(fēng)電場電氣仿真模型建模，可參照?qǐng)?zhí)行。

2規(guī)范性引用文件

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，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

用于本文件。

GB/T19963-2021風(fēng)電場接入電力系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定第一部分:陸上風(fēng)電

3術(shù)語和定義

下列術(shù)語和定義適用于本文件。

3.1

風(fēng)電場windfarm;windpowerplant

由一批風(fēng)電機(jī)組或風(fēng)電機(jī)組群（包括機(jī)組單元變壓器）、匯集線路、主升壓變壓器及其他設(shè)備組成

的發(fā)電站。

3.2

風(fēng)電場有功功率activepowerofwindfarm

風(fēng)電場輸入到并網(wǎng)點(diǎn)的有功功率。

3.3

風(fēng)電場無功功率reactivepowerofwindfarm

風(fēng)電場輸入到并網(wǎng)點(diǎn)的無功功率。

3.4

風(fēng)電場功率匯集系統(tǒng)powercollectionsystemofwindfarm

風(fēng)電場內(nèi)包括匯集線路、無功補(bǔ)償裝置和升壓主變壓器在內(nèi)的風(fēng)電場功率送出系統(tǒng)。

3.5

阻抗特性impedancecharacteristics

在風(fēng)電機(jī)組或風(fēng)電場并網(wǎng)點(diǎn)注入小信號(hào)電壓擾動(dòng)與產(chǎn)生的對(duì)應(yīng)頻率的電流響應(yīng)之間的比值，用于

描述風(fēng)電機(jī)組或風(fēng)電場的小信號(hào)動(dòng)態(tài)特性。

4風(fēng)電場電氣仿真模型

4.1總則

4.1.1本標(biāo)準(zhǔn)中風(fēng)電場電氣仿真模型應(yīng)根據(jù)風(fēng)電場實(shí)際電氣結(jié)構(gòu)和參數(shù)建立。

4.1.2風(fēng)電場電氣仿真模型應(yīng)能正確反映風(fēng)電場并網(wǎng)點(diǎn)的電氣特性，適用于電力系統(tǒng)穩(wěn)定分析。

4.1.3風(fēng)電場機(jī)電暫態(tài)仿真模型宜采用標(biāo)幺值，電磁暫態(tài)仿真模型可采用有名值或標(biāo)幺值。

4.2風(fēng)電場電氣仿真模型結(jié)構(gòu)

4.2.1風(fēng)電場典型組成

風(fēng)電場電氣仿真模型應(yīng)包含系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)運(yùn)行時(shí)對(duì)風(fēng)電場并網(wǎng)點(diǎn)電氣特性有明顯影響的設(shè)備、

部件及控制系統(tǒng)。風(fēng)電場典型組成結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括風(fēng)電機(jī)組、無功補(bǔ)償裝置、風(fēng)電場功率匯集

系統(tǒng)、風(fēng)電場功率控制與保護(hù)系統(tǒng)。

圖1風(fēng)電場典型組成

4.2.2風(fēng)電場匯集系統(tǒng)模型

4.2.2.1匯集線路模型

風(fēng)電場匯集線路模型包括電纜線路和架空線路兩種類型，均宜采用π型等值電路模型，模型結(jié)構(gòu)

如圖2所示。模型應(yīng)準(zhǔn)確填寫線路正、負(fù)、零序參數(shù)，線路參數(shù)與長度應(yīng)能反映風(fēng)電場實(shí)際情況。

說明：

1——R、X為線路電阻和電抗；

2——G、B為線路電導(dǎo)和電納。

圖2匯集線路模型

4.2.2.2升壓變壓器模型

風(fēng)電機(jī)組和風(fēng)電場的升壓變壓器模型如圖3所示。升壓變壓器模型應(yīng)準(zhǔn)確填寫變壓器正、負(fù)、零

序參數(shù)。

（a）雙繞組變壓器（b）三繞組變壓器

說明：

1——GT、BT為雙繞組/三繞組變壓器電導(dǎo)和電納；

2——RT、XT為雙繞組變壓器電阻和電抗；

3——R1、X1為三繞組變壓器一次側(cè)電阻和電抗；

4——R2、X2為三繞組變壓器二次側(cè)電阻和電抗；

5——R3、X3為三繞組變壓器三次側(cè)電阻和電抗。

圖3升壓變壓器模型

4.2.2.3對(duì)于機(jī)電暫態(tài)仿真建模，匯集線路和升壓變壓器模型應(yīng)采用基波頻率下的電抗和電納。對(duì)于

電磁暫態(tài)仿真模型，匯集線路和升壓變壓器模型應(yīng)采用計(jì)算得出的電感和電容。

4.2.3風(fēng)電場功率控制系統(tǒng)模型

4.2.3.1無功/電壓控制策略

風(fēng)電場的無功/電壓控制策略包括定功率因數(shù)控制模式、定電壓控制模式和定無功功率控制模式。

a）定功率因數(shù)控制模式

風(fēng)電場根據(jù)輸出的有功功率和功率因數(shù)指令值計(jì)算無功功率指令值，并將無功功率指令分配至無

功補(bǔ)償裝置和風(fēng)電機(jī)組。

b）定電壓控制模式

風(fēng)電場根據(jù)并網(wǎng)點(diǎn)電壓測量值和指令值計(jì)算無功功率指令值，并將無功功率指令分配至無功補(bǔ)償

裝置和風(fēng)電機(jī)組。

c）定無功功率控制模式

風(fēng)電場根據(jù)無功功率指令值，將無功功率指令分配至無功補(bǔ)償裝置和風(fēng)電機(jī)組。

4.2.3.2有功功率控制系統(tǒng)模型

風(fēng)電場有功控制系統(tǒng)模型通常應(yīng)包含風(fēng)電場有功需求整定模塊和有功功率分配模塊，建模時(shí)宜參

考風(fēng)電場實(shí)際有功控制系統(tǒng)。

風(fēng)電場有功功率控制系統(tǒng)應(yīng)能自動(dòng)執(zhí)行調(diào)度機(jī)構(gòu)下達(dá)的有功功率及有功功率變化的控制指令，確

保風(fēng)電場有功功率及功率變化率不超過調(diào)度指令。風(fēng)電場有功控制過程可分為兩層實(shí)現(xiàn)，即風(fēng)電場有

功需求整定和有功功率分配，有功控制系統(tǒng)模型可參考圖4并結(jié)合實(shí)際風(fēng)電場有功控制策略建模。風(fēng)

電場有功功率輸出值的確定，應(yīng)按實(shí)際有功控制模式確定。

4.2.3.3無功功率控制系統(tǒng)模型

風(fēng)電場無功控制系統(tǒng)模型通常應(yīng)包含風(fēng)電場無功需求整定模塊和無功功率分配模塊，建模時(shí)宜參

考風(fēng)電場實(shí)際無功控制系統(tǒng)。

風(fēng)電場無功控制系統(tǒng)應(yīng)能自動(dòng)執(zhí)行調(diào)度機(jī)構(gòu)指令調(diào)節(jié)其發(fā)出（或吸收）的無功功率，實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)電

場并網(wǎng)點(diǎn)無功或電壓的控制。風(fēng)電場無功控制過程可分為兩層實(shí)現(xiàn)，即風(fēng)電場無功需求整定和無功功

率分配。風(fēng)電場要充分利用風(fēng)電機(jī)組的無功容量及其調(diào)節(jié)能力，將風(fēng)電場無功功率參考值按一定原則

分配到風(fēng)電場內(nèi)風(fēng)電機(jī)組及無功補(bǔ)償裝置，無功控制系統(tǒng)模型可參考圖4并結(jié)合實(shí)際風(fēng)電場無功控制

策略建模；當(dāng)風(fēng)電機(jī)組無功容量無法滿足系統(tǒng)無功調(diào)節(jié)需求時(shí)，剩余無功調(diào)節(jié)量通過風(fēng)電場無功補(bǔ)償

裝置實(shí)現(xiàn)。

說明：

1——Vmea為并網(wǎng)點(diǎn)電壓測量值；

2——Vref為并網(wǎng)點(diǎn)電壓參考值；

3——P，Q為并網(wǎng)點(diǎn)有功和無功測量值。

圖4風(fēng)電場功率控制系統(tǒng)模型

4.2.4風(fēng)電場保護(hù)模型

風(fēng)電場的保護(hù)模型應(yīng)根據(jù)風(fēng)電機(jī)組、升壓變壓器、無功補(bǔ)償裝置、場內(nèi)匯集線路等配備的繼電保

護(hù)方式建立仿真模型，模型應(yīng)反映繼電保護(hù)特性，包含保護(hù)整定值。

4.3風(fēng)電場電磁暫態(tài)仿真模型

4.3.1風(fēng)電機(jī)組電磁暫態(tài)仿真模型

風(fēng)電機(jī)組模型應(yīng)采用控制硬件在環(huán)仿真模型，或經(jīng)與控制硬件在環(huán)仿真校核一致的控制程序封裝

數(shù)字仿真模型。

4.3.1.1搭建風(fēng)電機(jī)組控制器在環(huán)仿真模型，控制器的型號(hào)及軟件版本應(yīng)與現(xiàn)場一致，數(shù)字模型應(yīng)包

括變流器及發(fā)電機(jī)等電氣部件，主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及參數(shù)需與現(xiàn)場一致。

4.3.1.2搭建風(fēng)電機(jī)組控制程序封裝數(shù)字仿真模型，模型應(yīng)包括風(fēng)電機(jī)組正常運(yùn)行和故障運(yùn)行中對(duì)并

網(wǎng)性能有明顯影響的部件，包括變流器及發(fā)電機(jī)等電氣部件，以及控制、安全及故障保護(hù)等模塊。

4.3.2無功補(bǔ)償裝置電磁暫態(tài)仿真模型

靜止無功發(fā)生器（SVG）模型應(yīng)采用控制硬件在環(huán)仿真模型，或經(jīng)與控制硬件在環(huán)仿真校核一致的

控制程序封裝數(shù)字仿真模型。靜止無功補(bǔ)償器（SVC）、并聯(lián)電容器、同步調(diào)相機(jī)等其它類型無功補(bǔ)償

裝置可采用能反映其實(shí)際電氣回路和參數(shù)的數(shù)字仿真模型。

4.3.2.1搭建靜止無功發(fā)生器控制硬件在環(huán)仿真模型，控制器的型號(hào)及軟件版本應(yīng)與現(xiàn)場一致，主電

路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及參數(shù)需與現(xiàn)場一致。

4.3.2.2搭建靜止無功發(fā)生器控制程序封裝數(shù)字仿真模型，模型應(yīng)包括靜止無功發(fā)生器正常運(yùn)行和故

障運(yùn)行中對(duì)并網(wǎng)性能有明顯影響的部件，包括電氣部件、控制、安全及故障保護(hù)等模塊。

4.3.3風(fēng)電場電磁暫態(tài)仿真詳細(xì)模型

風(fēng)電場電磁暫態(tài)仿真詳細(xì)模型應(yīng)根據(jù)風(fēng)電場實(shí)際電氣結(jié)構(gòu)搭建，包括風(fēng)電機(jī)組、風(fēng)電場功率匯集

系統(tǒng)、風(fēng)電場功率控制與保護(hù)系統(tǒng)模型，其中各設(shè)備之間的電氣連接距離及接線方式應(yīng)與實(shí)際情況相

同。

4.3.4風(fēng)電場電磁暫態(tài)仿真等值模型

風(fēng)電場電磁暫態(tài)仿真等值模型應(yīng)正確反映風(fēng)電場并網(wǎng)點(diǎn)的電磁暫態(tài)特性?？紤]風(fēng)電機(jī)組型號(hào)、機(jī)

組數(shù)量、匯集線路數(shù)量、匯集線路長度等因素，可將風(fēng)電場內(nèi)所有風(fēng)電機(jī)組等值為1臺(tái)至數(shù)臺(tái)等值機(jī)

組。等值后的風(fēng)電場模型結(jié)構(gòu)如圖5所示。

圖5風(fēng)電場電磁暫態(tài)仿真等值模型結(jié)構(gòu)

4.4風(fēng)電場機(jī)電暫態(tài)仿真模型

4.4.1風(fēng)電機(jī)組機(jī)電暫態(tài)仿真模型

4.4.1.1風(fēng)電機(jī)組機(jī)電暫態(tài)仿真模型結(jié)構(gòu)

風(fēng)電機(jī)組可分為四類分別建立機(jī)電暫態(tài)仿真模型，包括I型——定速風(fēng)電機(jī)組，II型——滑差控

制變速風(fēng)電機(jī)組，III型——雙饋?zhàn)兯亠L(fēng)電機(jī)組，IV型——全功率變頻風(fēng)電機(jī)組。風(fēng)電機(jī)組模型結(jié)構(gòu)

如圖6所示，不同類型風(fēng)電機(jī)組，可根據(jù)實(shí)際風(fēng)電機(jī)組結(jié)構(gòu)對(duì)模型進(jìn)行調(diào)整。

說明：

1——IWTT為風(fēng)電機(jī)組機(jī)端電流；

2——UWTT為風(fēng)電機(jī)組機(jī)端電壓。

圖6風(fēng)電機(jī)組機(jī)電暫態(tài)仿真模型結(jié)構(gòu)

4.4.1.2風(fēng)電機(jī)組機(jī)電暫態(tài)仿真模型子模塊

風(fēng)電機(jī)組機(jī)電暫態(tài)仿真模型各子模塊應(yīng)包含系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)運(yùn)行時(shí)對(duì)風(fēng)電機(jī)組的并網(wǎng)性能有明顯

影響的部件，主要包括：

a）空氣動(dòng)力學(xué)模型

空氣動(dòng)力學(xué)模型應(yīng)能準(zhǔn)確反映風(fēng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械功率的特性。應(yīng)用于穩(wěn)定性研究時(shí)，宜假設(shè)風(fēng)速恒

定。

b）傳動(dòng)鏈模型

傳動(dòng)鏈模型應(yīng)能準(zhǔn)確反映風(fēng)力機(jī)機(jī)械功率從低速軸傳遞到高速軸的動(dòng)態(tài)特性對(duì)風(fēng)電機(jī)組并網(wǎng)性能

的影響，宜采用兩質(zhì)量塊模型。

c）發(fā)電機(jī)和變流器系統(tǒng)

I型、II型、III型風(fēng)電機(jī)組的發(fā)電機(jī)模型應(yīng)反映轉(zhuǎn)子磁鏈暫態(tài)特性，可忽略定子磁鏈暫態(tài)特

性。對(duì)于具有chopper保護(hù)電路的IV型風(fēng)電機(jī)組，其發(fā)電機(jī)模型可簡化。

d）控制系統(tǒng)

主要包括最大功率追蹤、變槳控制、功率控制以及故障穿越控制等模塊。

e）保護(hù)模塊

風(fēng)電機(jī)組的過/欠壓、過/欠頻、低/超速保護(hù)等模型應(yīng)能正確反映風(fēng)電機(jī)組保護(hù)特性。III型風(fēng)電

機(jī)組配置轉(zhuǎn)子側(cè)Crowbar保護(hù)電路時(shí)，應(yīng)準(zhǔn)確模擬Crowbar保護(hù)電路的動(dòng)作特性。IV型風(fēng)電機(jī)組配

置chopper保護(hù)電路時(shí)，應(yīng)準(zhǔn)確模擬chopper保護(hù)電路的動(dòng)作特性。

f)電氣設(shè)備

與風(fēng)電機(jī)組機(jī)端連接的電氣設(shè)備模型，一般包括并網(wǎng)開關(guān)和箱式變壓器，對(duì)于I型和II型風(fēng)電

機(jī)組，還包括在風(fēng)電機(jī)組機(jī)端配置的無功補(bǔ)償設(shè)備等。

4.4.2無功補(bǔ)償裝置機(jī)電暫態(tài)仿真模型

靜止無功發(fā)生器機(jī)電暫態(tài)仿真模型應(yīng)包含系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)運(yùn)行時(shí)對(duì)其并網(wǎng)性能有明顯影響的部

件，包括：控制單元、變壓器、逆變器、儲(chǔ)能電容等。

靜止無功補(bǔ)償器（SVC）、并聯(lián)電容器、同步調(diào)相機(jī)等其它類型無功補(bǔ)償裝置可采用能反映其實(shí)際

電氣回路和參數(shù)的仿真模型。

4.4.2.1靜止無功發(fā)生器（SVG）機(jī)電暫態(tài)仿真模型結(jié)構(gòu)

靜止無功發(fā)生器（SVG）并網(wǎng)等效原理圖如圖7所示

說明：

1——uC為SVG設(shè)備儲(chǔ)能電容的電壓值；

2——LT為SVG設(shè)備逆變器與電網(wǎng)之間的等值串聯(lián)電感；

3——us為電網(wǎng)電壓值。

圖7SVG并網(wǎng)等效原理圖

靜止無功發(fā)生器（SVG）機(jī)電控制系統(tǒng)模型如圖8所示，當(dāng)簡化模型不考慮SVG與系統(tǒng)之間等值

電抗LT時(shí)，控制系統(tǒng)模型不考慮圖8中虛線框圖部分。

說明：

1——T1為濾波器和測量回路的時(shí)間常數(shù)；

2——VREF為參考電壓；

3——VSVG為SVG設(shè)備端電壓；

4——Vmax為電壓限幅環(huán)節(jié)的上限；

5——T2為濾波器和測量回路的時(shí)間常數(shù)；

6——T3為濾波器和測量回路的時(shí)間常數(shù)；

7——Vmin為電壓限幅環(huán)節(jié)的下限；

8——T4為第二級(jí)超前時(shí)間常數(shù)；

9——T5為第二級(jí)滯后時(shí)間常數(shù)；

10——kp為比例環(huán)節(jié)放大倍數(shù)；

11——Tp為比例環(huán)節(jié)時(shí)間常數(shù)；

12——Vsmax為積分環(huán)節(jié)幅值的上限；

13——kI為積分環(huán)節(jié)放大倍數(shù)；

14——Vsmin為積分環(huán)節(jié)幅值的下限；

15——VT為等值電感LT電壓；

16——Icmax為最大容性電流（pu）；

——為最大容性電流（）；

17XLTpu

18——Ts為SVG響應(yīng)延遲時(shí)間；

19——ILmax為最大感性電流（pu）；

20——Is為與并網(wǎng)點(diǎn)連線電流；

21——kD為SVG的V-I特性曲線的斜率，必須大于或等于0。

圖8SVG機(jī)電暫態(tài)控制系統(tǒng)模型

4.4.3風(fēng)電場機(jī)電暫態(tài)仿真模型

風(fēng)電場機(jī)電暫態(tài)仿真模型應(yīng)正確反應(yīng)風(fēng)電場并網(wǎng)點(diǎn)的機(jī)電暫態(tài)特性?？紤]風(fēng)電機(jī)組型號(hào)、機(jī)組數(shù)

量、匯集線路數(shù)量、匯集線路長度等因素，可將風(fēng)電場內(nèi)所有風(fēng)電機(jī)組等值為1臺(tái)至數(shù)臺(tái)等值機(jī)組。

等值后的風(fēng)電場模型結(jié)構(gòu)如圖5所示。

5風(fēng)電場電氣仿真模型驗(yàn)證

5.1基本原則

5.1.1風(fēng)電場電氣仿真模型驗(yàn)證主要包括：風(fēng)電場電磁暫態(tài)等值仿真模型驗(yàn)證和風(fēng)電場機(jī)電暫態(tài)等值

仿真模型驗(yàn)證。

5.1.2風(fēng)電場電磁暫態(tài)仿真模型驗(yàn)證內(nèi)容及步驟包括：首先進(jìn)行風(fēng)電機(jī)組和靜止無功補(bǔ)償器封裝數(shù)字

模型的寬頻帶阻抗特性和故障穿越特性驗(yàn)證，再進(jìn)行風(fēng)電場電磁暫態(tài)等值模型的寬頻帶阻抗特性和故

障穿越特性驗(yàn)證。

5.1.3風(fēng)電場機(jī)電暫態(tài)仿真模型驗(yàn)證內(nèi)容包括：首先進(jìn)行風(fēng)電機(jī)組和靜止無功補(bǔ)償器的功率控制特性

和故障穿越特性驗(yàn)證，再進(jìn)行風(fēng)電場機(jī)電暫態(tài)等值模型的功率控制特性和故障穿越特性驗(yàn)證。

5.2風(fēng)電機(jī)組電氣仿真模型驗(yàn)證

5.2.1風(fēng)電機(jī)組電磁暫態(tài)仿真模型驗(yàn)證

5.2.1.1寬頻帶阻抗特性驗(yàn)證

a）基本要求：

1）模型驗(yàn)證考核量為2.5Hz~1000Hz頻率范圍的阻抗特性；

2）宜采用風(fēng)電機(jī)組升壓變壓器低壓側(cè)的測試或控制硬件在環(huán)仿真數(shù)據(jù)開展模型驗(yàn)證；

3）阻抗特性的仿真掃描方法見資料性附錄A。

b）驗(yàn)證工況：風(fēng)電機(jī)組寬頻帶阻抗特性驗(yàn)證工況如表1所示。

表1風(fēng)電機(jī)組寬頻帶阻抗特性驗(yàn)證工況表

有功出力無功出力

對(duì)應(yīng)有功出力下的最大容性無功出力

10%、20%、30%、40%、50%、60%、

功率因數(shù)1.0

70%、80%、90%、100%

對(duì)應(yīng)有功出力下的最大感性無功出力

c）模型驗(yàn)證數(shù)據(jù)要求：

1）用于阻抗特性計(jì)算和驗(yàn)證的測試或控制硬件在環(huán)仿真數(shù)據(jù)應(yīng)包括風(fēng)電機(jī)組端口的三相電

壓、電流瞬時(shí)量，時(shí)間步長≤50μs，時(shí)間窗長≥1s；

2）阻抗特性的測試和仿真掃描頻率間隔要求：2.5-100Hz范圍內(nèi)，頻率間隔≤1Hz；100-

1000Hz范圍內(nèi)，頻率間隔≤10Hz；

3）各頻率點(diǎn)的阻抗特性為2×2的矩陣，矩陣4個(gè)元素為復(fù)數(shù)形式，以頻率點(diǎn)fp為例，

Z[f]Z[f]R[f]jX[f]R[f]jX[f]

Z[f]11p12p11p11p12p12p

Wp

Z21[fp]Z22[fp]R21[fp]jX21[fp]R22[fp]jX22[fp]

4）各頻率點(diǎn)的阻抗特性應(yīng)進(jìn)行標(biāo)幺化，并轉(zhuǎn)換為幅值和相角形式，以Z11[fp]為例，

標(biāo)幺化計(jì)算：

Z11[fp]

Z11,pu[fp]R11,pu[fp]jX11,pu[fp]

Zbase

其中，為風(fēng)電機(jī)組額定容量下的基準(zhǔn)阻抗，2，為風(fēng)電機(jī)組

ZbaseZbaseUN/SNUN

機(jī)端額定電壓，為風(fēng)電機(jī)組額定容量

SN

轉(zhuǎn)換為幅值（dB）和相角（deg）形式：

magZ[f]20logR2[f]X2[f]

11p1011,pup11,pup

X[f]

11,pup

angZ11[fp]arcsin

R2[f]X2[f]

11,pup11,pup

d）驗(yàn)證步驟：

1）基于風(fēng)電機(jī)組測試或控制硬件在環(huán)仿真模型，進(jìn)行風(fēng)電機(jī)組阻抗特性掃描，獲取驗(yàn)證工況

下的阻抗特性數(shù)據(jù)；

2）基于風(fēng)電機(jī)組控制程序封裝數(shù)字仿真模型，進(jìn)行風(fēng)電機(jī)組阻抗掃描，獲取驗(yàn)證工況下的阻

抗特性數(shù)據(jù)；

3）以測試數(shù)據(jù)的阻抗特性為依據(jù)，對(duì)控制硬件在環(huán)仿真阻抗特性掃描結(jié)果和控制程序封裝數(shù)

字仿真模型阻抗特性準(zhǔn)確性進(jìn)行校核，驗(yàn)證偏差最大允許值如表2所示。

表2風(fēng)電機(jī)組寬頻帶阻抗特性驗(yàn)證偏差最大允許值

機(jī)組類型偏差指標(biāo)頻段I頻段II頻段III

雙饋?zhàn)兯亠L(fēng)電幅值（dB）0.850.850.8

機(jī)組相角（deg）151530

全功率變頻風(fēng)幅值（dB）0.90.850.8

電機(jī)組相角（deg）101530

注1：雙饋?zhàn)兯亠L(fēng)電機(jī)組的頻段I為2.5Hz≤f＜20Hz，頻段II為20Hz≤f＜100Hz，頻段III為

100Hz≤f≤1000Hz；

注2：全功率變頻風(fēng)電機(jī)組的頻段I為2.5Hz≤f＜100Hz，頻段II為100Hz≤f＜300Hz，頻段

III為300Hz≤f≤1000Hz。

5.3.1.2故障穿越特性驗(yàn)證

a）驗(yàn)證工況：

1）功率范圍：大功率輸出狀態(tài)，P≥0.9Pn；小功率輸出狀態(tài)，0.1Pn≤P≤0.3Pn。；

2）故障類型：三相對(duì)稱故障和兩相不對(duì)稱故障工況；

3）電壓跌落：模型驗(yàn)證的電壓跌落幅值應(yīng)包括但不限于GB/T36995中規(guī)定的三相故障和兩

相故障情況下電壓幅值標(biāo)幺值為0.90-0.05、0.75±0.05、0.50±0.05、0.35±0.05、

0.20±0.05五種電壓跌落規(guī)格和持續(xù)時(shí)間；

4）電壓升高：模型驗(yàn)證的電壓升高幅值應(yīng)包括但不限于GB/T36995中規(guī)定的三相故障和兩

相故障情況下電壓幅值標(biāo)幺值為1.20±0.03、1.25±0.03、1.30±0.03三種電壓升高規(guī)格和持續(xù)

時(shí)間；

5）電壓連續(xù)跌落升高：模型驗(yàn)證的電壓連續(xù)跌落升高幅值為0.75±0.03—1.2±0.03、0.5

±0.03—1.25±0.03、0.2±0.03—1.3±0.03，低穿高穿的持續(xù)時(shí)間見GB/T36995規(guī)定。

b）模型驗(yàn)證數(shù)據(jù)要求：

1）用于故障特性驗(yàn)證的測試和仿真數(shù)據(jù)應(yīng)包括風(fēng)電機(jī)組端口的三相電壓、電流瞬時(shí)量，時(shí)間

步長≤50μs；

2）三相電壓、電流瞬時(shí)量經(jīng)過計(jì)算得到電壓模值、有功功率瞬時(shí)值、無功功率瞬時(shí)值、有功

電流瞬時(shí)值、無功電流瞬時(shí)值；

c）驗(yàn)證步驟：

1）基于風(fēng)電機(jī)組控制硬件在環(huán)仿真模型，按照5.3.1.2a）節(jié)規(guī)定的工況進(jìn)行故障試驗(yàn)，得

到風(fēng)電機(jī)組端口三相電壓、電流瞬時(shí)量數(shù)據(jù)；

2）基于風(fēng)電機(jī)組控制程序封裝數(shù)字仿真模型，按照5.3.1.2a）節(jié)規(guī)定的工況進(jìn)行故障試

驗(yàn)，得到風(fēng)電機(jī)組端口三相電壓、電流瞬時(shí)量數(shù)據(jù)；

3）以測試數(shù)據(jù)為依據(jù)，對(duì)故障過程進(jìn)行分區(qū)，故障分區(qū)過程詳見附錄B；

4）以測試數(shù)據(jù)為誤差對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算控制硬件在環(huán)仿真模型數(shù)據(jù)、控制程序封裝數(shù)字仿真模

型數(shù)據(jù)與測試數(shù)據(jù)之間的偏差，偏差計(jì)算的電氣量包括：

——電壓模值U；

——有功功率瞬時(shí)值P；

——無功功率瞬時(shí)值Q；

——有功電流瞬時(shí)值IP；

——無功電流瞬時(shí)值IQ。

偏差類型包括平均偏差、平均絕對(duì)偏差、最大偏差以及加權(quán)平均絕對(duì)偏差。故障穿越特性驗(yàn)

證偏差計(jì)算窗口見表3。

表3風(fēng)電機(jī)組故障穿越特性電磁暫態(tài)仿真模型偏差計(jì)算窗口

時(shí)段最大偏差平均偏差平均絕對(duì)偏差

故障前穩(wěn)態(tài)區(qū)間穩(wěn)態(tài)區(qū)間穩(wěn)態(tài)區(qū)間

暫態(tài)區(qū)間暫態(tài)區(qū)間

故障期間穩(wěn)態(tài)區(qū)間

穩(wěn)態(tài)區(qū)間穩(wěn)態(tài)區(qū)間

暫態(tài)區(qū)間暫態(tài)區(qū)間

故障后穩(wěn)態(tài)區(qū)間

穩(wěn)態(tài)區(qū)間穩(wěn)態(tài)區(qū)間

d）驗(yàn)證結(jié)果評(píng)價(jià)：

風(fēng)電機(jī)組電磁暫態(tài)仿真模型的有功功率、無功功率、有功電流和無功電流平均偏差、平均絕

對(duì)偏差、最大偏差和加權(quán)平均絕對(duì)偏差應(yīng)不大于表4中的偏差最大允許值。

表4風(fēng)電機(jī)組故障穿越特性電磁暫態(tài)仿真模型驗(yàn)證偏差最大允許值

電氣參數(shù)

XME1XME2XMAE1XMAE2XMXE1XG

有功功率0.070.200.100.250.150.10

無功功率0.070.200.100.250.150.10

有功電流0.100.200.150.300.150.10

無功電流0.070.200.100.300.150.10

注：——穩(wěn)態(tài)區(qū)間平均偏差最大允許值；——暫態(tài)區(qū)間平均偏差最大允許值；

XME1XME2

——穩(wěn)態(tài)區(qū)間平均絕對(duì)偏差最大允許值；——暫態(tài)區(qū)間平均絕對(duì)偏差最大允許值；

XMAE1XMAE2

——穩(wěn)態(tài)區(qū)間最大偏差最大允許值；——加權(quán)平均絕對(duì)偏差最大允許值。

XMXE1XG

5.2.2風(fēng)電機(jī)組機(jī)電暫態(tài)仿真模型驗(yàn)證

5.2.2.1功率控制特性驗(yàn)證

a）驗(yàn)證工況：功率控制特性驗(yàn)證工況應(yīng)至少包括GB/T20320規(guī)定的有功功率控制、無功功率控

制（控制指令根據(jù)無功控制模式可為：無功功率、電壓、功率因數(shù)控制）測試工況。

b）測試數(shù)據(jù)要求：用于有功功率控制特性驗(yàn)證的測試和仿真數(shù)據(jù)應(yīng)包括風(fēng)電機(jī)組輸出端有功功率

設(shè)定指令值和測量值；用于無功功率控制特性驗(yàn)證的測試和仿真數(shù)據(jù)應(yīng)包括風(fēng)電機(jī)組輸出端無功功率

設(shè)定指令值和測量值。

c）驗(yàn)證步驟：

1）依據(jù)實(shí)際測試情況，設(shè)置模型的驗(yàn)證工況進(jìn)行仿真計(jì)算，得到風(fēng)電機(jī)組變壓器低壓側(cè)電

壓、電流和功率仿真結(jié)果；

2）依據(jù)GB/T20320計(jì)算測試與仿真數(shù)據(jù)的有功功率、無功功率0.2s平均值；

3）偏差計(jì)算：功率控制模型驗(yàn)證的偏差包括有功功率和無功功率的測試與仿真偏差以及功率

控制響應(yīng)特性指標(biāo)偏差。響應(yīng)特性指標(biāo)包括響應(yīng)時(shí)間、調(diào)節(jié)時(shí)間和超調(diào)量，計(jì)算方法如圖9所

示。其中：

——響應(yīng)時(shí)間：功率指令變化時(shí)刻至實(shí)際功率值第一次達(dá)到指令變化值的90%的持續(xù)時(shí)間；

——調(diào)節(jié)時(shí)間：功率指令值變化時(shí)刻至實(shí)際功率值維持在公差帶內(nèi)開始時(shí)刻的持續(xù)時(shí)間，該

公差帶根據(jù)風(fēng)電機(jī)組功率控制準(zhǔn)確性確定，可為±5%Pn；

——超調(diào)量：功率控制過程中響應(yīng)功率最大值超出與功率指令值的差值。

圖9風(fēng)電機(jī)組功率控制特性指標(biāo)計(jì)算示意圖

3）驗(yàn)證結(jié)果評(píng)價(jià)：

風(fēng)電機(jī)組電氣仿真模型所有驗(yàn)證工況下功率控制特性的偏差應(yīng)不大于表5中的偏差最大允許

值。

表5風(fēng)電機(jī)組功率控制特性機(jī)電暫態(tài)仿真模型驗(yàn)證偏差最大允許值

（s）

XMAE3XMAE4Tresp1Xtresp11

0.100.052.00.20.05

注：——有功功率或無功功率控制調(diào)節(jié)時(shí)間內(nèi)的平均絕對(duì)偏差最大允許值；

XMAE3

——有功功率或無功功率控制調(diào)節(jié)時(shí)間結(jié)束后穩(wěn)定運(yùn)行至下一控制指令發(fā)生前（或穩(wěn)定運(yùn)行

XMAE4120

秒）的時(shí)間內(nèi)平均絕對(duì)偏差最大允許值；

——功率控制響應(yīng)時(shí)間絕對(duì)偏差最大允許值；

Tresp1(tresp_m10s)

——功率控制響應(yīng)時(shí)間相對(duì)偏差最大允許值；

Xtresp1(tresp_m10s)

——超調(diào)量偏差最大允許值。

1

5.2.2.2故障穿越特性驗(yàn)證

a）基本要求：

1）模型驗(yàn)證的主要內(nèi)容為驗(yàn)證工況下的機(jī)電暫態(tài)仿真數(shù)據(jù)與測試數(shù)據(jù)對(duì)比；。

2）模型驗(yàn)證考核量應(yīng)包括電壓、有功功率、無功功率、有功電流和無功電流的基波正序分

量。

b）驗(yàn)證工況：機(jī)電暫態(tài)仿真模型的驗(yàn)證工況與5.2.1.2a）節(jié)電磁暫態(tài)仿真模型驗(yàn)證工況相同。

c）測試數(shù)據(jù)要求：計(jì)算機(jī)電暫態(tài)仿真數(shù)據(jù)與測試數(shù)據(jù)的線電壓、有功功率、無功功率和無功電流

的基波正序分量。為保證機(jī)電數(shù)據(jù)與測試數(shù)據(jù)對(duì)比的有效性，所有數(shù)據(jù)應(yīng)采用相同的量綱、時(shí)標(biāo)、分

辨率格式。機(jī)電數(shù)據(jù)與測試數(shù)據(jù)的時(shí)間序列應(yīng)同步。故障過程分段以測試數(shù)據(jù)為依據(jù)進(jìn)行。

d）驗(yàn)證步驟：

1）基于風(fēng)電機(jī)組機(jī)電暫態(tài)仿真模型，按照5.2.1.2a）節(jié)規(guī)定的工況進(jìn)行故障仿真，得到風(fēng)

電機(jī)組變壓器低壓側(cè)電壓、電流和功率仿真數(shù)據(jù)；

2）以測試數(shù)據(jù)為依據(jù)，對(duì)故障過程進(jìn)行分區(qū)，故障分區(qū)過程詳見附錄B；

4）以測試數(shù)據(jù)為誤差對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算機(jī)電暫態(tài)仿真模型數(shù)據(jù)與測試數(shù)據(jù)之間的偏差，偏差計(jì)

算的電氣量包括：

——電壓U；

——有功功率P；

——無功功率Q；

——有功電流IP；

——無功電流IQ。

偏差類型包括平均偏差、平均絕對(duì)偏差、最大偏差以及加權(quán)平均絕對(duì)偏差。風(fēng)電機(jī)組故障穿

越特性機(jī)電暫態(tài)仿真模型驗(yàn)證的偏差計(jì)算窗口見表6。

表6風(fēng)電機(jī)組故障穿越特性機(jī)電暫態(tài)仿真模型偏差計(jì)算窗口

時(shí)段最大偏差平均偏差平均絕對(duì)偏差

故障前穩(wěn)態(tài)區(qū)間穩(wěn)態(tài)區(qū)間穩(wěn)態(tài)區(qū)間

故障期間穩(wěn)態(tài)區(qū)間暫態(tài)區(qū)間+穩(wěn)態(tài)區(qū)間穩(wěn)態(tài)區(qū)間

故障后穩(wěn)態(tài)區(qū)間暫態(tài)區(qū)間+穩(wěn)態(tài)區(qū)間暫態(tài)區(qū)間+穩(wěn)態(tài)區(qū)間

e）驗(yàn)證結(jié)果評(píng)價(jià)：

風(fēng)電機(jī)組機(jī)電暫態(tài)仿真模型的有功功率、無功功率、有功電流和無功電流平均偏差、平均絕

對(duì)偏差、最大偏差和加權(quán)平均絕對(duì)偏差應(yīng)不大于表7中的偏差最大允許值。

表7風(fēng)電機(jī)組故障穿越特性機(jī)電暫態(tài)仿真模型驗(yàn)證偏差最大允許值

有功功率

有功電流無功電流

無功功率

參數(shù)

XMXEXMEXMAEXGXMXEXMEXMAEXGXMXEXMEXMAEXG

故障前0.150.100.120.150.100.120.150.100.12

故障期

0.200.150.170.150.500.300.400.150.200.150.170.15

間

故障后0.200.150.170.200.150.170.200.150.17

注：平均偏差最大允許值；平均絕對(duì)偏差最大允許值；

XME——XMAE——

——最大偏差最大允許值。

XMXE

5.3靜止無功發(fā)生器（SVG）電氣仿真模型驗(yàn)證

5.3.1靜止無功發(fā)生器（SVG）電磁暫態(tài)仿真模型驗(yàn)證

5.3.1.1寬頻帶阻抗特性驗(yàn)證

a）基本要求：

1）模型驗(yàn)證考核量為2.5Hz-1000Hz頻率范圍的阻抗特性；

2）靜止無功發(fā)生器如有升壓變壓器，宜采用變壓器低壓側(cè)測試數(shù)據(jù)開展模型驗(yàn)證；

3）阻抗特性的仿真掃描方法見資料性附錄A。

b）驗(yàn)證工況：靜止無功發(fā)生器滿發(fā)感性無功功率、零出力、滿發(fā)容性無功功率。

c）測試數(shù)據(jù)要求：

1）用于阻抗特性計(jì)算和驗(yàn)證的測試和仿真數(shù)據(jù)應(yīng)包括靜止無功發(fā)生器端口的三相電壓、電流

瞬時(shí)量，時(shí)間步長≤50μs，時(shí)間窗長≥1s；

2）阻抗特性的測試和仿真掃描頻率間隔要求：2.5-100Hz范圍內(nèi)，頻率間隔≤1Hz；100-

1000Hz范圍內(nèi)，頻率間隔≤10Hz；

3）各頻率點(diǎn)的阻抗特性為2×2的矩陣，矩陣4個(gè)元素為復(fù)數(shù)形式，應(yīng)進(jìn)行標(biāo)幺化，并轉(zhuǎn)換

為幅值和相角形式，計(jì)算方法與5.2.1.1c）中風(fēng)電機(jī)組阻抗特性計(jì)算方法相同。

d）驗(yàn)證步驟：

1）基于靜止無功發(fā)生器實(shí)測或控制硬件在環(huán)仿真模型，進(jìn)行靜止無功發(fā)生器阻抗特性掃描，

獲取驗(yàn)證工況下的阻抗特性數(shù)據(jù)；

2）基于靜止無功發(fā)生器控制程序封裝數(shù)字仿真模型，進(jìn)行靜止無功發(fā)生器阻抗掃描，獲取驗(yàn)

證工況下的阻抗特性數(shù)據(jù)；

3）以實(shí)測或控制硬件在環(huán)仿真阻抗特性掃描結(jié)果為依據(jù)，對(duì)控制程序封裝數(shù)字仿真模型阻抗

特性準(zhǔn)確性進(jìn)行校核，驗(yàn)證偏差最大允許值如表7所示。

表7靜止無功發(fā)生器（SVG）寬頻帶阻抗特性驗(yàn)證偏差最大允許值

誤差指標(biāo)1-100Hz100-300Hz300-1000Hz

幅值（dB）0.850.80.8

相角（deg）101530

5.3.1.2故障穿越特性驗(yàn)證

a）驗(yàn)證工況：

驗(yàn)證工況參照GB/T36995的規(guī)定，詳見附錄C。

b）測試數(shù)據(jù)要求：

1）用于故障特性驗(yàn)證的測試和仿真數(shù)據(jù)應(yīng)包括靜止無功發(fā)生器端口的三相電壓、電流瞬時(shí)

量，時(shí)間步長≤50μs；

2）三相電壓、電流瞬時(shí)量經(jīng)過計(jì)算得到電壓模值、有功功率瞬時(shí)值、無功功率瞬時(shí)值、有功

電流瞬時(shí)值、無功電流瞬時(shí)值；

c）驗(yàn)證步驟：

1）基于靜止無功發(fā)生器控制硬件在環(huán)仿真模型，按照5.3.1.2a）節(jié)規(guī)定的工況進(jìn)行故障試

驗(yàn)，得到靜止無功發(fā)生器端口三相電壓、電流瞬時(shí)量數(shù)據(jù)；

2）基于靜止無功發(fā)生器控制程序封裝數(shù)字仿真模型，按照5.3.1.2a）節(jié)規(guī)定的工況進(jìn)行故

障試驗(yàn)，得到靜止無功發(fā)生器端口三相電壓、電流瞬時(shí)量數(shù)據(jù)；

3）以測試數(shù)據(jù)為依據(jù)，對(duì)故障過程進(jìn)行分區(qū)，故障分區(qū)過程詳見附錄B；

4）以測試數(shù)據(jù)為誤差對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算控制硬件在環(huán)仿真模型數(shù)據(jù)、控制程序封裝數(shù)字仿真模

型數(shù)據(jù)與測試數(shù)據(jù)之間的偏差，偏差計(jì)算的電氣量包括：

——無功功率瞬時(shí)值Q；

——無功電流瞬時(shí)值IQ。

偏差類型包括平均偏差、平均絕對(duì)偏差、最大偏差以及加權(quán)平均絕對(duì)偏差。故障穿越特性驗(yàn)

證偏差計(jì)算窗口見表8。

表8靜止無功發(fā)生器（SVG）故障穿越特性電磁暫態(tài)仿真模型偏差計(jì)算窗口

時(shí)段最大偏差平均偏差平均絕對(duì)偏差

故障前穩(wěn)態(tài)區(qū)間穩(wěn)態(tài)區(qū)間穩(wěn)態(tài)區(qū)間

暫態(tài)區(qū)間暫態(tài)區(qū)間

故障期間穩(wěn)態(tài)區(qū)間

穩(wěn)態(tài)區(qū)間穩(wěn)態(tài)區(qū)間

暫態(tài)區(qū)間暫態(tài)區(qū)間

故障后穩(wěn)態(tài)區(qū)間

穩(wěn)態(tài)區(qū)間穩(wěn)態(tài)區(qū)間

d）驗(yàn)證結(jié)果評(píng)價(jià)：

靜止無功發(fā)生器電磁暫態(tài)仿真模型的無功功率和無功電流平均偏差、平均絕對(duì)偏差、最大偏

差和加權(quán)平均絕對(duì)偏差應(yīng)不大于表9中的偏差最大允許值。

表9靜止無功發(fā)生器（SVG）故障穿越特性電磁暫態(tài)仿真模型驗(yàn)證偏差最大允許值

電氣參數(shù)

XME1XME2XMAE1XMAE2XMXE1XG

無功功率0.070.200.100.250.150.10

無功電流0.070.200.100.300.150.10

注：——穩(wěn)態(tài)區(qū)間平均偏差最大允許值；——暫態(tài)區(qū)間平均偏差最大允許值；

XME1XME2

——穩(wěn)態(tài)區(qū)間平均絕對(duì)偏差最大允許值；——暫態(tài)區(qū)間平均絕對(duì)偏差最大允許值；

XMAE1XMAE2

——穩(wěn)態(tài)區(qū)間最大偏差最大允許值；——加權(quán)平均絕對(duì)偏差最大允許值。

XMXE1XG

5.3.2靜止無功補(bǔ)償器（SVG）機(jī)電暫態(tài)仿真模型驗(yàn)證

5.3.2.1功率控制特性驗(yàn)證

a）驗(yàn)證工況：功率控制特性驗(yàn)證工況應(yīng)至少包括NB/T10316-2019規(guī)定的無功功率控制（控制指

令根據(jù)無功控制模式可為：無功功率、電壓、功率因數(shù)控制）測試工況。

b）測試數(shù)據(jù)要求：用于功率控制特性驗(yàn)證的測試和仿真數(shù)據(jù)應(yīng)包括靜止無功發(fā)生器輸出端無功功

率設(shè)定指令值和測量值。

c）驗(yàn)證步驟：

1）依據(jù)實(shí)際測試情況，設(shè)置模型的驗(yàn)證工況進(jìn)行仿真計(jì)算，得到靜止無功發(fā)生器輸出電壓、

電流和功率仿真結(jié)果；

2）計(jì)算測試與仿真數(shù)據(jù)的無功功率0.2s平均值；

3）偏差計(jì)算：功率控制模型驗(yàn)證的偏差包括無功功率的測試與仿真偏差以及功率控制響應(yīng)特

性指標(biāo)偏差。響應(yīng)特性指標(biāo)包括響應(yīng)時(shí)間、調(diào)節(jié)時(shí)間和超調(diào)量，計(jì)算方法如圖10所示。其中：

——響應(yīng)時(shí)間：功率指令變化時(shí)刻至實(shí)際功率值第一次達(dá)到指令變化值的90%的持續(xù)時(shí)間；

——調(diào)節(jié)時(shí)間：功率指令值變化時(shí)刻至實(shí)際功率值維持在公差帶內(nèi)開始時(shí)刻的持續(xù)時(shí)間，該

公差帶根據(jù)靜止無功發(fā)生器功率控制準(zhǔn)確性確定，可為±5%Sn；

——超調(diào)量：功率控制過程中響應(yīng)功率最大值超出與功率指令值的差值。

圖10靜止無功發(fā)生器功率控制特性指標(biāo)計(jì)算示意圖

3）驗(yàn)證結(jié)果評(píng)價(jià)：

靜止無功發(fā)生器機(jī)電暫態(tài)仿真模型所有驗(yàn)證工況下功率控制特性的偏差應(yīng)不大于表10中的偏

差最大允許值。

表10靜止無功發(fā)生器功率控制特性機(jī)電暫態(tài)仿真模型驗(yàn)證偏差最大允許值

（s）

XMAE3XMAE4Tresp1Xtresp11

0.100.052.00.20.05

注：——無功功率控制調(diào)節(jié)時(shí)間內(nèi)的平均絕對(duì)偏差最大允許值；

XMAE3

——無功功率控制調(diào)節(jié)時(shí)間結(jié)束后穩(wěn)定運(yùn)行至下一控制指令發(fā)生前（或穩(wěn)定運(yùn)行秒）的時(shí)間內(nèi)

XMAE4120

平均絕對(duì)偏差最大允許值；

——功率控制響應(yīng)時(shí)間絕對(duì)偏差最大允許值；

Tresp1(tresp_m10s)

——功率控制響應(yīng)時(shí)間相對(duì)偏差最大允許值；

Xtresp1(tresp_m10s)

——超調(diào)量偏差最大允許值。

1

5.3.2.2故障穿越特性驗(yàn)證

a）基本要求

1）模型驗(yàn)證的主要內(nèi)容為驗(yàn)證工況下的機(jī)電暫態(tài)仿真數(shù)據(jù)與測試數(shù)據(jù)對(duì)比驗(yàn)證；。

2）模型驗(yàn)證考核量應(yīng)包括電壓、無功功率和無功電流的基波正序分量。

b）驗(yàn)證工況

驗(yàn)證工況參照GB/T36995的規(guī)定，詳見附錄C。

c）測試數(shù)據(jù)要求：計(jì)算機(jī)電數(shù)據(jù)與測試數(shù)據(jù)的線電壓、無功功率和無功電流的基波正序分量。為

保證機(jī)電數(shù)據(jù)與測試數(shù)據(jù)對(duì)比的有效性，所有數(shù)據(jù)應(yīng)采用相同的量綱、時(shí)標(biāo)、分辨率格式。機(jī)電數(shù)據(jù)

與測試數(shù)據(jù)的時(shí)間序列應(yīng)同步。故障過程分段以測試數(shù)據(jù)為依據(jù)進(jìn)行。

d）驗(yàn)證步驟：

1）基于靜止無功發(fā)生器機(jī)電暫態(tài)仿真模型，按照5.3.1.2a）節(jié)規(guī)定的工況進(jìn)行故障仿真，

得到靜止無功發(fā)生器輸出電壓、電流和功率仿真數(shù)據(jù)；

2）以測試數(shù)據(jù)為依據(jù)，對(duì)故障過程進(jìn)行分區(qū)，故障分區(qū)過程詳見附錄B；

4）以測試數(shù)據(jù)為誤差對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算機(jī)電暫態(tài)仿真模型數(shù)據(jù)與測試數(shù)據(jù)之間的偏差，偏差計(jì)

算的電氣量包括：

——無功功率Q；

——無功電流IQ。

偏差類型包括平均偏差、平均絕對(duì)偏差、最大偏差以及加權(quán)平均絕對(duì)偏差。靜止無功發(fā)生器

故障穿越特性機(jī)電暫態(tài)仿真模型驗(yàn)證的偏差計(jì)算窗口見表11。

表11靜止無功發(fā)生器故障穿越特性機(jī)電暫態(tài)仿真模型偏差計(jì)算窗口

時(shí)段最大偏差平均偏差平均絕對(duì)偏差

故障前穩(wěn)態(tài)區(qū)間穩(wěn)態(tài)區(qū)間穩(wěn)態(tài)區(qū)間

故障期間穩(wěn)態(tài)區(qū)間暫態(tài)區(qū)間+穩(wěn)態(tài)區(qū)間穩(wěn)態(tài)區(qū)間

故障后穩(wěn)態(tài)區(qū)間暫態(tài)區(qū)間+穩(wěn)態(tài)區(qū)間暫態(tài)區(qū)間+穩(wěn)態(tài)區(qū)間

e）驗(yàn)證結(jié)果評(píng)價(jià)：

靜止無功發(fā)生器機(jī)電暫態(tài)仿真模型的無功功率和無功電流平均偏差、平均絕對(duì)偏差、最大偏

差和加權(quán)平均絕對(duì)偏差應(yīng)不大于表12中的偏差最大允許值。

表12靜止無功發(fā)生器故障穿越特性機(jī)電暫態(tài)仿真模型驗(yàn)證偏差最大允許值

無功功率無功電流

參數(shù)

XMXEXMEXMAEXGXMXEXMEXMAEXG

故障前0.150.100.120.150.100.12

故障期

0.200.150.170.150.200.150.170.15

間

故障后0.200.150.170.200.150.17

注：平均偏差最大允許值；平均絕對(duì)偏差最大允許值；

XME——XMAE——

——最大偏差最大允許值。

XMXE

5.4風(fēng)電場電氣仿真模型驗(yàn)證

5.4.1風(fēng)電場電磁暫態(tài)仿真模型驗(yàn)證

5.4.1.1寬頻帶阻抗特性驗(yàn)證

a）基本要求：

1）模型驗(yàn)證考核量為2.5Hz-1000Hz頻率范圍的阻抗特性；

2）宜采用風(fēng)電場并網(wǎng)點(diǎn)數(shù)據(jù)開展模型驗(yàn)證；

3）阻抗特性的仿真掃描方法見資料性附錄A。

b）驗(yàn)證工況：風(fēng)電場寬頻帶阻抗特性驗(yàn)證工況如表13所示。

表13風(fēng)電場寬頻帶阻抗特性驗(yàn)證工況表

有功出力無功出力

風(fēng)電機(jī)組無功補(bǔ)償裝置

滿發(fā)容性無功

對(duì)應(yīng)有功出力下的

最大容性無功出力零出力

退出運(yùn)行

滿發(fā)容性無功

10%、20%、30%、零出力

40%、50%、60%、1.0

70%、80%、90%、退出運(yùn)行

100%滿發(fā)感性無功

滿發(fā)感性無功

對(duì)應(yīng)有功出力下的

最大感性無功出力零出力

退出運(yùn)行

靜止無功發(fā)生器定電壓控制模式，風(fēng)電機(jī)組定功率因數(shù)1.0

注：有功出力采取風(fēng)電機(jī)組全開機(jī)、相同出力方式。

c）測試數(shù)據(jù)要求：

1）用于阻抗特性計(jì)算和驗(yàn)證的仿真數(shù)據(jù)應(yīng)包括風(fēng)電場升壓變高壓側(cè)的三相電壓、電流瞬時(shí)

量，時(shí)間步長≤50μs，時(shí)間窗長≥1s；

2）阻抗特性的仿真掃描頻率間隔要求：2.5-100Hz范圍內(nèi)，頻率間隔≤1Hz；100-1000Hz范

圍內(nèi)，頻率間隔≤10Hz；

3）各頻率點(diǎn)的阻抗特性為2×2的矩陣，矩陣4個(gè)元素為復(fù)數(shù)形式，，應(yīng)進(jìn)行標(biāo)幺化，并轉(zhuǎn)換

為幅值和相角形式，計(jì)算方法與5.2.1.1c）中風(fēng)電機(jī)組阻抗特性計(jì)算方法相同。

d）驗(yàn)證步驟：

1）基于風(fēng)電場電磁暫態(tài)詳細(xì)仿真模型，進(jìn)行風(fēng)電場阻抗特性掃描，獲取驗(yàn)證工況下的阻抗特

性數(shù)據(jù)；

2）基于風(fēng)電場電磁暫態(tài)等值仿真模型，進(jìn)行風(fēng)電場阻抗特性掃描，獲取驗(yàn)證工況下的阻抗特

性數(shù)據(jù)；

3）以風(fēng)電場電磁暫態(tài)詳細(xì)仿真模型阻抗特性掃描結(jié)果為依據(jù)，對(duì)電磁暫態(tài)等值仿真模型阻抗

特性準(zhǔn)確性進(jìn)行校核，驗(yàn)證偏差最大允許值如表13所示。

表13風(fēng)電場寬頻帶阻抗特性驗(yàn)證偏差最大允許值

誤差指標(biāo)頻段I頻段II頻段III

幅值（dB）≤0.95≤0.9≤0.85

相角（deg）≤0.95≤0.9≤0.85

注1：對(duì)于雙饋?zhàn)兯亠L(fēng)電機(jī)組組成的風(fēng)電場，頻段I為2.5Hz≤f＜20Hz，頻段II為

20Hz≤f＜100Hz，頻段III為100Hz≤f≤1000Hz；

注2：對(duì)于全功率變頻風(fēng)電機(jī)組組成的風(fēng)電場，頻段I為2.5Hz≤f＜100Hz，頻段II為

100Hz≤f＜300Hz，頻段III為300Hz≤f≤1000Hz。

5.4.1.2故障穿越特性驗(yàn)證

a）驗(yàn)證工況：

1）功率范圍：風(fēng)電場故障穿越特性電磁暫態(tài)仿真模型驗(yàn)證的功率范圍如表14所示；

表14風(fēng)電場故障穿越特性電磁暫態(tài)仿真模型驗(yàn)證的功率范圍

無功出力

有功出力

靜止無功發(fā)生器

100%發(fā)出100%容性無功

60%發(fā)出60%容性無功

30%發(fā)出30%容性無功

2）故障類型：三相對(duì)稱故障和兩相不對(duì)稱故障工況；

3）電壓跌落：模型驗(yàn)證的電壓跌落幅值應(yīng)包括但不限于GB/T36995中規(guī)定的三相故障和兩

相故障情況下電壓幅值標(biāo)幺值為0.90-0.05、0.75±0.05、0.50±0.05、0.35±0.05、

0.20±0.05五種電壓跌落規(guī)格和持續(xù)時(shí)間；

4）電壓升高：模型驗(yàn)證的電壓升高幅值應(yīng)包括但不限于GB/T36995中規(guī)定的三相故障和兩

相故障情況下電壓幅值標(biāo)幺值為1.20±0.03、1.25±0.03、1.30±0.03三種電壓升高規(guī)格和持續(xù)

時(shí)間；

5）電壓連續(xù)跌落升高：模型驗(yàn)證的電壓連續(xù)跌落升高幅值為0.75±0.03—1.2±0.03、0.5

±0.03—1.25±0.03、0.2±0.03—1.3±0.03，低穿高穿的持續(xù)時(shí)間見GB/T36995規(guī)定。

b）測試數(shù)據(jù)要求：

1）用于故障特性驗(yàn)證的仿真數(shù)據(jù)應(yīng)包括風(fēng)電場升壓變高壓側(cè)三相電壓、電流瞬時(shí)量，時(shí)間步

長≤50μs；

2）三相電壓、電流瞬時(shí)量經(jīng)過計(jì)算得到電壓模值、有功功率瞬時(shí)值、無功功率瞬時(shí)值、有功

電流瞬時(shí)值、無功電流瞬時(shí)值；

c）驗(yàn)證步驟：

1）基于風(fēng)電場電磁暫態(tài)仿真詳細(xì)模型，按照5.4.1.2a）節(jié)規(guī)定的工況進(jìn)行故障試驗(yàn)，得到

風(fēng)電機(jī)組端口三相電壓、電流瞬時(shí)量數(shù)據(jù)；

2）基于風(fēng)電場電磁暫態(tài)仿真等值模型，按照5.4.1.2a）節(jié)規(guī)定的工況進(jìn)行故障試驗(yàn)，得到

風(fēng)電機(jī)組端口三相電壓、電流瞬時(shí)量數(shù)據(jù)；

3）以風(fēng)電場電磁暫態(tài)仿真詳細(xì)模型數(shù)據(jù)為依據(jù)，對(duì)故障過程進(jìn)行分區(qū)，故障分區(qū)過程詳見附

錄B；

4）以風(fēng)電場電磁暫態(tài)仿真詳細(xì)模型數(shù)據(jù)為誤差對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算等值模型數(shù)據(jù)與詳細(xì)模型數(shù)據(jù)

之間的偏差，偏差計(jì)算的電氣量包括：

——電壓模值U；

——有功功率瞬時(shí)值P；

——無功功率瞬時(shí)值Q；

——有功電流瞬時(shí)值IP；

——無功電流瞬時(shí)值IQ。

偏差類型包括平均偏差、平均絕對(duì)偏差、最大偏差以及加權(quán)平均絕對(duì)偏差。故障穿越特性驗(yàn)

證偏差計(jì)算窗口見表3。

表14風(fēng)電場故障穿越特性電磁暫態(tài)仿真模型偏差計(jì)算窗口

時(shí)段最大偏差平均偏差平均絕對(duì)偏差

故障前穩(wěn)態(tài)區(qū)間穩(wěn)態(tài)區(qū)間