1、ICS 点击此处添加 ICS 号点击此处添加中国标准文献分类号NB中 华 人 民 共 和 国 能 源 行 业 标 准NB/T XXXXXXXXX风电场低电压穿越建模及验证方法Modeling and verification method of wind farm low voltage ride through characteristics点击此处添加与国际标准一致性程度的标识（征求意见稿）（本稿完成日期：2012-09-25）- XX - XX 发布 XXXX - XX - XX 实施国 家 能 源 局 发 布NB/T XXXXXXXXXI目 次前言 II1 范围 12 规范性引用文件
2、13 术语和定义 14 风电场模型 24.1 基本要求 24.2 基本结构 25 风电场低电压穿越仿真验证 95.1 故障点 95.2 仿真工况 95.3 仿真验证方法 .105.4 仿真报告 .10附录 A（资料性附录） 风电场信息表 11NB/T XXXXXXXXXII前 言本标准根据“国家能源局关于下达2011年第一批能源领域行业标准制（修）订计划的通知（国能科技201127号）”的要求编制。本标准按照GB/T 1.1-2009给出的规则起草。本标准由中国电力企业联合会提出。本标准由能源行业风力发电标准化技术委员会归口。本标准主要起草单位：中国电力科学研究院。本标准主要起草人：NB/T
3、XXXXXXXXX1风电场低电压穿越建模及验证方法1 范围本标准规定了用于仿真评估风电场低电压穿越特性的风电场模型基本结构、仿真验证方法和步骤。本标准适用于通过110（66）kV 及以上电压等级线路与电力系统连接的风电场。对于通过其他电压等级与电力系统连接的风电场，可参照执行。2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是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 2900.53 电工术语 风电机组GB/T 19963 风电场接入电力系统技术规定NB/T XXXX 风电机组低电压穿越建模及验证方法3
4、 术语和定义GB/T 19963界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1 风电机组 wind turbine generator system; WTGS(abbreviation)将风的动能转换为电能的系统。3.2 风电机组变压器 wind turbine step-up transformer单个风电机组配备的、将风电机组机端电压升压后接入风电场的变压器。3.3 风电场主变压器 wind farm main transformer风电场配备的、将风电场内集电线路汇集升压后接入电网的变压器。3.4 公共连接点 point of common coupling（PCC）电力系统中一个以上用
5、户的连接处。3.5 NB/T XXXXXXXXX2仿真验证 simulation verification通过仿真计算的手段，分析评价某系统的性能是否符合要求。3.6 风电场馈线 wind farm feeder lines与风电场内任意节点相连接的支路。4 风电场模型4.1 基本要求4.1.1 应根据风电场实际电气结构和参数在电力系统仿真软件中建立风电场模型，仿真步长宜为 1-10ms。4.1.2 外部电网模型可采用等值模型，模型参数至少包括短路容量和电网阻抗角。4.2 基本结构4.2.1 风电场模型结构 模型应详细描述风电场内部结构。应根据风电场电气结构搭建风电机组、风电机组变压器、电力线
6、路、开关、无功补偿设备、风电场主变压器、风电场继电保护等的模型。各设备之间的电气连接距离及接线方式应与实际情况相同。风电场模型内部结构如图1所示。考虑风电场外部电力系统环境特别是周边风电场的影响，按以下四种情况对低电压穿越特性仿真评估模型的整体结构进行分类：a) 被评价风电场所接入公共连接点无其他风电场接入仿真模型结构如图 1 所示。被评价风电场根据电气结构和参数详细建模，风电场并网点以外的电网模型采用等值模型，仅考虑外部电网的短路容量和阻抗角。NB/T XXXXXXXXX32 2 0 k V / 1 1 0 k V 母线主变# 1 机组# 2 机组# 3 机组# 4 机组# 5 机组# 6
7、机组# 7 机组# 8 机组# 9 机组# 1 0 机组# 1 1 机组# 1 2 机组# 1 3 机组# 1 4 机组# 1 5 机组# 1 6 机组# 1 7 机组# 1 8 机组# 1 9 机组# 2 0 机组# 2 1 机组# 2 2 机组# 2 3 机组# 2 4 机组# 2 5 机组# 2 6 机组# 2 7 机组# 2 8 机组# 2 9 机组# 3 0 机组# 3 1 机组# 3 2 机组# 3 3 机组3 5 k V 母线被评价风电场外部电网等值模型（ 风电场并网点 ）无功补偿装置9-10l9l-1-2l15-6l13-4l-71l1-2l3-4l-5-6l-78l18l1-
8、9l0-l-1-4l-526l26-7l82-9l30-1l32-l图 1 被评价风电场所接入公共连接点无其他风电场接入情况下模型结构b) 被评价风电场所接入公共连接点（汇集站）处有其他风电场接入仿真模型结构如图 2 所示。被评价风电场根据电气结构和参数详细建模，接入公共连接点（汇集站）的其他风电场采用能够反映其低电压运行特性的等值模型。公共连接点（汇集站）以外的电网采用等值模型，仅考虑外部电网的短路容量和阻抗角。NB/T XXXXXXXXX4送出线路2 2 0 k V / 1 1 0 k V 母线主变# 1 机组# 2 机组# 3 机组# 4 机组# 5 机组# 6 机组# 7 机组# 8
9、机组# 9 机组# 1 0 机组# 1 1 机组# 1 2 机组# 1 3 机组# 1 4 机组# 1 5 机组# 1 6 机组# 1 7 机组# 1 8 机组# 1 9 机组# 2 0 机组# 2 1 机组# 2 2 机组# 2 3 机组# 2 4 机组# 2 5 机组# 2 6 机组# 2 7 机组# 2 8 机组# 2 9 机组# 3 0 机组# 3 1 机组# 3 2 机组# 3 3 机组3 5 k V 母线被评价风电场其他风电场示意图外部电网等值模型无功补偿装置1wl9-10l9l1-2l15-6l13-l4-471l1-2l3-4l5-6l7-8l 18l1-9l0-l1-4l52
10、6l26-7l82-9l30-1l32-l主变2风电场所接入 公共连接点（ 汇集站 ）（ 风电场并网点 ）图 2 被评价风电场所接公共连接点（汇集站）有其他风电场接入情况下模型结构c) 被评价风电场送出线路“T”有其他风电场仿真模型结构如图 3 所示。被评价风电场根据电气结构和参数详细建模，风电场送出线上的其他风电场采用能够反映其低电压运行特性的等值模型。所接入公共连接点以外的电网模型采用等值模型，仅考虑外部电网的短路容量和阻抗角。NB/T XXXXXXXXX5送出线路2 2 0 k V / 1 1 0 k V 母线主变# 1 机组# 2 机组# 3 机组# 4 机组# 5 机组# 6 机组#
11、 7 机组# 8 机组# 9 机组# 1 0 机组# 1 1 机组# 1 2 机组# 1 3 机组# 1 4 机组# 1 5 机组# 1 6 机组# 1 7 机组# 1 8 机组# 1 9 机组# 2 0 机组# 2 1 机组# 2 2 机组# 2 3 机组# 2 4 机组# 2 5 机组# 2 6 机组# 2 7 机组# 2 8 机组# 2 9 机组# 3 0 机组# 3 1 机组# 3 2 机组# 3 3 机组3 5 k V 母线被评价风电场其他风电场示意图外部电网等值模型无功补偿装置l9-10l9l1-2l15-6l13-l4-471l1-2l3-4l5-6l7-8l 18l1-9l0-
12、l1-4l526l26-7l82-9l30-1l32-l主变风电场所接入公共连接点（ 风电场并网点 ）图 3 被评价风电场送出线路 T 接有其他风电场情况下模型结构d) 被评价风电场与其他风电场共用升压站仿真模型结构如图 4 所示。被评价风电场根据电气结构和参数详细建模，升压站内其他风电场采用能够反映其低电压运行特性的等值模型。风电场并网点以外的电网采用等值模型，仅考虑外部电网的短路容量和阻抗角。NB/T XXXXXXXXX62 2 0 k V / 1 1 0 k V 母线主变# 1 机组# 2 机组# 3 机组# 4 机组# 5 机组# 6 机组# 7 机组# 8 机组# 9 机组# 1 0
13、 机组# 1 1 机组# 1 2 机组# 1 3 机组# 1 4 机组# 1 5 机组# 1 6 机组# 1 7 机组# 1 8 机组# 1 9 机组# 2 0 机组# 2 1 机组# 2 2 机组# 2 3 机组# 2 4 机组# 2 5 机组# 2 6 机组# 2 7 机组# 2 8 机组# 2 9 机组# 3 0 机组# 3 1 机组# 3 2 机组# 3 3 机组3 5 k V 母线被评价风电场临近风电场示意图外部电网等值模型无功补偿装置9-10l9l1-2l15-6l13-l4-471l1-2l3-4l-56l-78l 18l1-9l0-l1-4l-526l26-7l82-9l30-
14、1l32-l 主变#12-#15机组#9-#11机组#1-#8机组（ 风电场并网点 ）图 4 被评价风电场与其他风电场共用升压站情况下模型结构4.2.2 风电机组风电机组应采用通过验证的模型，模型基本结构和验证方法依据NB/T XXXX风电机组低电压穿越建模及验证方法。4.2.3 变压器变压器包括风电场主变压器和风电机组变压器，可采用仿真软件中的标准模型。双绕组变压器一般可选择T 型等值电路或 型等值电路，如图 5所示。1R1jX2R2jXmjXR TRTjXT-jBTGa) T型 b) 型说明：1R1、 X1为变压器原边电阻和电抗，单位欧姆（）；2R2、 X2为变压器副边等值电阻和电抗，单位
15、欧姆（）；3 Rm、X m为变压器励磁电阻和电抗，单位欧姆（）；NB/T XXXXXXXXX74 RT、X T为变压器等值电阻和电抗，单位欧姆（）；5 GT、B T为变压器等值电导和电纳，单位西门子（S）。图 5 双绕组变压器等值电路4.2.4 电力线路电力线路模型应包括线路正序、负序、零序参数。线路类型、参数及长度均应与风电场实际情况相同。可采用仿真软件中的标准模型，选用 型等值电路或 T型等值电路，如图6所示，其中电导G 一般情况下可设为零。RjX.1I .2I.1U .2U2jBGjB2G2RjX.1I .2I.1 .2UjBG2RjXa） 型 b） T型说明：1R、 X为输电线路总电阻
16、和电抗，单位欧姆（）；2G、 B为输电线路总电导和电纳，单位西门子（ S）。图 6 输电线路等值电路4.2.5 无功补偿装置风电场内的无功补偿装置包括电容器组、电抗器组、静止无功补偿器（SVC）以及静止无功发生器（SVG ）等。应根据风电场内补偿装置的实际电气拓扑和控制特性建模。补偿装置的无功补偿特性，包括响应时间、无功补偿容量以及装置保护设定值等应准确建模。a) 电容器组和电抗器组采用电容器组和电抗器组进行无功补偿时，应按照电容器组和电抗器组的实际电气回路和参数建模，并包含装置的投切逻辑。b) 静止无功补偿器采用晶闸管控制电抗器（TCR）和晶闸管投切电容器（TSC）进行无功补偿时，应按照风电
17、场选择的静止无功补偿器类型搭建电气回路和控制系统模型。采用 TCR 与固定电容器（ FC）配合补偿时（电气结构见图 7），TCR 电压反馈控制系统模型可按照图 8 所示结构进行搭建。分组投切的 TSC 电气结构如图 9 所示。NB/T XXXXXXXXX8LCL说明：1L 为晶闸管控制电抗器电感；2C 为固定电容器电容；3LC 为固定电容器的谐振电抗器电感。图 7 TCR+FC 型静止无功补偿器结构+线性化环节gateUrefUgp-vI1+ks说明：1Uref 为电压参考值；2Ug 为电网电压；3Ugate 为晶闸管触发信号；4kp-v 为电压调节器比例系数；5kI-v 为电压调节器积分系数
18、 。图 8 TCR 电压反馈控制示意图1C23C说明：1C1、 C2、 C3 为晶闸管投切电容器分组电容。图 9 TSC 型静止无功补偿器结构NB/T XXXXXXXXX9c) 静止无功发生器采用静止无功发生器进行无功补偿时，应根据装置实际控制特性建模。4.2.6 继电保护应根据风电场主变压器、风电机组变压器、场内馈线、风电场送出线路等配备的继电保护装置建立相应的仿真模型，模型应反映继电保护特性，包含保护整定值。4.2.7 风电场集中控制系统应按照实际控制系统功能和响应特性进行建模。4.2.8 风电场等值模型对于需要等值的风电场，风电场等值模型应包括等值后的风电机组及其变压器模型、风电场主变压
19、器模型、无功补偿设备模型和电力线路模型等。模型等值前后场内线路损耗应保持一致，风电场等值模型应准确反映等值前风电场低电压穿越特性。4.2.9 外部电网等值模型外部电网模型宜采用电压源加等效短路阻抗的方式进行等值，模型结构如图10所示。V交 流 电 源电 网 母 线1 1 0 k V / 2 2 0 k V ( P C C 点 )z等 值 阻 抗断 路 器 / 开 关图 10 外部电网等值模型结构5 风电场低电压穿越仿真验证5.1 故障点短路故障点设置为风电场并网点。5.2 仿真工况5.2.1 运行功率在电网大方式和小方式下，对风电场内的每台风电机组在额定功率和20%额定功率运行工况进行仿真。5
20、.2.2 电压跌落规格NB/T XXXXXXXXX10设置风电场并网点分别发生三相短路故障、两相接地短路故障、两相相间短路故障和单相接地短路故障。以三相短路故障、两相接地短路故障和两相相间短路故障的线电压以及单相接地短路故障的相电压跌落后的残压幅值设置电压跌落规格，如表 1 所示。表 1 并网点电压跌落规格规格 残压幅值 (p.u.) 故障持续时间 ( ms ) 电压跌落波形1 0.90 20002 0.75 17053 0.50 12144 0.35 9205 0.20 6255.3 仿真验证方法a) 按照 5.2.1 和 5.2.2 中的工况设置并网点短路故障，进行仿真计算。b) 分析故障
21、期间和故障清除后风电机组机端电压、有功功率和无功功率波形。依据风电机组的保护设置，核查故障期间和故障清除后的电压值及相应的持续时间，判断风电机组的运行情况。c) 分析每个工况下风电场并网点电压、有功功率波形。核查故障清除后风电场有功功率的恢复情况，给出每种工况下风电场有功功率曲线。d) 分析每个工况下风电场并网点无功功率和无功电流波形，计算动态无功电流注入的响应时间和持续时间，核查故障期间风电场的动态无功支撑能力。e) 根据每个工况下风电机组机端电压、有功功率和无功功率波形，分析风电场内风电机组在故障期间的动态响应特性。5.4 仿真报告风电场低电压穿越能力仿真验证报告应包括以下内容：风电场基本
22、情况描述；仿真计算条件；每个仿真工况下风电机组机端电压、有功功率和无功功率波形，风电场并网点电压、有功功率波形，以及风电场并网点无功功率和无功电流波形；每个仿真工况下风电机组运行情况汇总表；每个仿真工况下风电场有功功率恢复情况汇总表；每个仿真工况下动态无功电流注入的响应时间和持续时间汇总表。NB/T XXXXXXXXX11A A附 录 A（资料性附录）风电场信息表A.1 风电场基本信息风电场名称名称：地址：邮编:电话：风电场运营商传真：建设地址：经度：纬度：风电场地理位置海拔：装机容量：接入电压等级：风电机组型号：风电机组数量：风电场基本信息无功补偿装置容量：并网点位置：额定电压：额定频率：短路容量：并网点阻抗角：制造商：类型：型号：额定电压：无功补偿装置额定容量：保护类型：风电场主变压器继电保护 整定值：NB/T XXXXXXXXX12保护类型：风电机组变压器继电保护 整定值：保护类型：风电场内馈线继电保护 整定值：NB/T XXXXXXXXX13A.2 风电机组清单序号 制造商 型号 数量 额定功率主控制造商变流器制造商是否完成低电压穿越型式测试是否完成模型验证12345_
