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简介：

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DB2101／T 0029-2021 特种设备安全隐患排查治理实施指南.pdf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

3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，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。

6.2.1有功功率控制

a）用于模型验证的测试数据应包括风电机组输出端有功功率设定指令值和测量值。 b）用于建模和模型初始化的数据包括： 1）·等效电网模型参数（全系统法模型仿真），包括：等效电网电压、接入点电网短路容量及阻 抗角或阻抗比， 2）测试期间风电机组机端电压、有功功率、无功功率的测量值。 3）测试期间风速或风电机组正常运行的可用有功功率。

6.2.2无功功率控制

a）用于模型验证的测试数据应包括风电机组输出端无功功率（或电压、功率因数）设定指令值和 测量值。 b 用于建模和模型初始化的数据包括： 1）等效电网模型参数（全系统法模型仿真）GBT1094.6-2011电抗器.pdf，包括：等效电网电压、接入点电网短路容量及阻 抗角或阻抗比。 2）风电机组无功控制运行模式。 3）测试期间风电机组机端电压、有功功率、无功功率的测量值。

依据实际测试情况，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 功率仿真结果。

依据GB/T20320计算测试与仿真数据的有功功率和无功功率0.2s平均值。为保证测试数据与仿真 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。

3.3.1功率控制模型验证的偏差包括有功功率和无功功率的测试与仿真偏差以及功率控制响应特性指 示偏差。响应特性指标包括响应时间、调节时间和超调量，计算方法如图5所示。其中： a） 响应时间：功率指令变化时刻至实际功率值第一次达到指令变化值的90%的持续时间。 b） 调节时间：功率指令值变化时刻至实际功率值维持在公差带内开始时刻的持续时间，该公差带 根据风电机组功率控制特性确定。

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功率控制过程中响应功率最大值与功率指令值白

率控制特性指标计算示意

6.3.3.2用xsim和xm分别表示有功功率和无功功率的仿真数据和测试数据标幺值，计算功率平均绝对偏 差、响应时间和超调量偏差值，其中功率平均绝对偏差以测试结果的调节时间划分为调节时间内和调节 时间结束后稳定运行至下一控制指令发生（或稳定运行120s）的两个时段分别计算。 a 功率平均绝对偏差。在包含N个时间步长的一次功率指令变化的响应全过程中，计算测试数据 与仿真数据偏差绝对值的算术平均，用4A表示。

b）响应时间偏差值。响应时间偏差值根据响应时间不同采用两个计算方式。当功率控制测试的响 应时间在10s以内时，响应时间偏差为响应时间仿真与测试数据偏差绝对值，用△tres表示；当 功率控制测试的响应时间大于或等于10s时，响应时间偏差为响应时间仿真与测试值的绝对偏 差与测试响应时间的比值Q／GDW 46 10022.12-2018 阀门类设备运检导则(试行).pdf，用表示