《编制说明风电机组电气仿真模型建模导则》

《风电机组电气仿真模型建模导则》

编制说明

标准编制组

2021-10-18

1编制背景

大规模新能源接入电网给电力系统安全稳定运行带来诸多挑战。新能源发电

系统中电力电子装置数量巨大，新能源对电网稳定性影响增大，系统中的直流换

相失败、再启动等故障频发，造成新能源机组大规模脱网，并引发严重的连锁性

故障。换相失败等故障引发的暂态过程变化较快，电压瞬时值变化达ms级，且

不同机型、不同制造商的新能源机组的电磁暂态差异性较大；另外，高比例新能

源接入后，电网强度相对变弱，宽频带振荡频发。因此建立精细化、差异化的新

能源机组电磁仿真模型，用于分析暂态过电压及宽频带振荡问题，进而根据电磁

仿真模型进一步建立新能源机组的机电仿真模型，对新能源并网系统的暂态稳定

特性分析具有重要意义。

中国电力科学研究院等10余家科研及制造企业，采用控制硬件在环建模仿

真和控制程序封装模型建模仿真的方法，建立了覆盖国内外主流机型的风电机组

控制硬件在环模型库、控制程序封装模型库，并进一步建立了风电机组机电暂态

模型库，结合实际工程项目进行了大量的稳态、暂态试验，深入分析研究了风电

机组暂态特性，明确了风电机组暂态特性对系统特性的影响。研究结果表明：建

立风电机组电磁仿真模型和机电仿真模型，能够准确分析风电机组暂态和稳态特

性。

本标准的制定，有利于规范风电机组电气仿真模型的建模，且更准确分析风

电机组暂态和稳态特性，能够解决因系统故障引发过压、振荡问题导致的新能源

送出受限问题，提高新能源接入性能，从而提升系统稳定性。

2编制主要原则

本标准编制的原则遵守现有相关法律、条例、标准和导则等，兼顾电网运行

和风电发展的要求。

本标准的出发点和基本原则是确保用于风电场并网稳定性分析有据可依，同

时尽量使条文具有可操作性，便于理解、引用和实施。

本标准规定了风电机组电磁、机电建模基本要求；规范了风电机组电磁和机

电仿真模型结构；风电机组控制硬件在环模型、风电机组控制程序封装模型和风

电机组机电模型的子模块模型，并根据模型适用范围对指标要求进一步细化。

1

3与其他标准文件的关系

本标准结合风电机组电磁、机电仿真模型的基本情况，制定出合适的标准，

规范风电机组电磁、机电仿真模型建模的准确性和规范性，以适应风电机组暂态

特性分析和新能源送出系统暂态特性分析的顺利开展。

4主要工作过程

本项目制定过程中结合实际调研数据，多次广泛征求意见，于2021年10

月形成《风电机组电气仿真模型建模导则》征求意见稿。

1)2020年2月中旬在北京召开第一次编制组工作会议，讨论标准修订的原

则和工作进度，确立工作总体目标，构建组织机构，确定参编单位及其

人员，开展课题前期研究工作。

2)2020年3月-2020年6月，调研国内外科研机构及生产企业风电机组电

磁仿真模型、机电仿真模型的建模方法，明确标准修订核心内容。

3)2020年7月至2020年11月，编制《风电机组电气仿真模型建模导则》

标准大纲，并完成标准草案。

4)2020年12月至2021年4月，针对标准内容进行研究和详细编制，并结

合风电机组电磁暂态仿真模型及机电仿真模型进行仿真测试，进行方法

验证和指标适应性分析。

5)2021年5月至2021年7月，确立风电机组电磁模型和机电模型的模型

结构、模型子模块及建模步骤。

6)2021年8月-10月，针对前期分析完善标准，形成《风电机组电气仿真

模型建模导则》标准征求意见稿。

5标准结构和内容

本标准依据GB/T1.1—2000《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写

2

规则》和DL/T600—2001《电力行业标准编写基本规定》的编写要求进行标准编

制。本标准主要内容包括风电机组电磁仿真模型和风电机组机电仿真模型的模型

仿真要求、模型结构、模型子模块模型，主要结构和内容如下：

1.目次；

2.前言；

3.标准正文，共设5章：范围、规范性引用文件、术语和定义、一般规定。

其中：

1)范围：规定标准的适用范围；

2)规范性引用文件：规定标准引用文件；

3)术语和定义：规定标准采用的术语和定义；

4)风电机组电磁仿真模型：包括电磁模型一般要求、风电机组控制硬件

在环模型结构及子模块模型；风电机组控制程序封装模型的模型结构

及子模块模型。

5)风电机组机电仿真模型：包括机电模型一般要求、风电机组模型结构、

风电机组模型子模块模型；

6条文说明

现对标准中下列几个条文进行具体分析和说明：

1.风电机组模型

由于风电机组控制特性差异化引起风电机组特性差异较大，因此应根据风电

机组实际结构和控制性能，尽可能建立准确的能反映机组特性的风电机组模型，

包括风电机组电磁仿真模型和风电机组机电仿真模型。

2.子模块模型

由