(高清版)GBT 36237-2023 风能发电系统 通 用电气仿真模型

代替GB/T36237—2018国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会I Ⅲ 1 1 1 13.2缩略语和下标 4 64.1概述 64.2符号(单位) 7 95.1总体要求 95.2风力发电机组模型 5.3风电场模型 6模型整体结构 6.2风力发电机组模型 6.3辅助设备模型 216.4风电场模型 227子模块结构 257.1总则 257.2气动模块 267.3机械系统模块 287.4发电机和变流器系统模块 7.5电气设备模块 7.6变桨控制模块 7.7发电机和变流器控制模块 7.8电网接口模块 467.9风电场控制模块 7.10通信模块 7.11电气部件模块 附录A(资料性)功率汇集系统模型参数计算 A.1概述 A.2实现方法 ⅡA.3示例 附录B(资料性)二维气动模型 B.2风速输入模型 B.3功率输入模块参数 附录C(资料性)基于外部阻抗的发电系统模型 附录D(规范性)模块符号库 D.3时间步长延迟 D.5一阶滤波器 D.6查找表 D.9抗饱和积分器 D.10带复位功能的积分器 D.11限幅检测一阶滤波器 D.12上升沿检测 Ⅲ 图31A型风力发电机组模型结构 图84A型风力发电机组模型结构 图94A型模型发电机控制模块结构 图104B型风力发电机组模型结构 图114B型模型发电机控制模块结构 20图12静止无功发生器模型结构 21 21 22Ⅲ图15风电场控制和通信模型通用架构 23 24 25 27 27 28 29图223A型发电系统模型框图 图233B型发电系统模型框图 图25坐标变换模型框图 图27变桨控制功率模型框图 图29转子电阻控制模型框图 图313型转矩PI控制模型框图 图324A型有功功率控制模型框图 40图334B型有功功率控制模型框图 41图34无功功率控制模型框图 43 45 45图37QP和QU限幅模型框图 47图39u-f测量模型框图 48图40风电场有功功率/频率控制模型框图 49 图42通信延迟模型框图 图43具有N个通信变量的线性通信模型框图 图A.1风电场功率汇集系统示例 图B.1参考文献[21]提出的风机气动模型 图C.1含并联阻抗的3A型发电系统模型框图 图C.2含并联阻抗的3B型发电系统模型框图 图C.3含并联阻抗的4型发电系统模型框图 图D.1开关符号 图D.2单积分时间步长延迟符号 图D.3限速率模块符号 图D.4限速率模块实现框图 图D.5具有限幅、限速率、冻结标志位的 图D.7无滤波功能(T=0)的冻结状态执行框图 图D.8查找表符号 图D.9比较器符号 图D.10计时器符号 图D.12抗饱和积分器符号 图D.13抗积分饱和器实现框图 图D.14带复位功能的积分器符号 图D.15限幅检测一阶滤波器符号 图D.16限幅检测一阶滤波器实现框图 图D.17上升沿检测符号 图D.18上升沿检测框图 图D.19下降沿检测符号 图D.20下降沿检测框图 图D.21延时标志位符号 图D.22延迟标志位实现框图 图D.23可变延时标志位符号 图D.24可变延迟标志位实现框图 图D.25死区符号 图D.26断路器符号 表11A型模型子模块 表43A型模型子模块 表64A型模型子模块 20表8静止无功发生器模型子模块 22表9风电场控制和通信模型子模块 23表10风电场基本模型子模块 24表11具有无功功率补偿的风电场模型子模块 25表12全局参数 26表13模块框图中的初始化变量 26表14一维气动模型参数表 27表15二维气动模型参数表 27表16双质量块模型参数表 28表173A型发电系统模型参数表 29表183B型发电系统模型参数表 表20参考坐标系变换模型参数表 表22变桨控制功率模型参数表 表24转子电阻控制模型参数表 V表264A型有功功率控制模型参数表 表274B型有功功率控制模型参数表 40 41 41表30无功功率控制模型参数表 42表31FFRr标志位描述 44表32电流限幅模型参数表 44表33恒定无功功率限幅模型参数表 45表34QP和QU限幅模型参数表 46表35电网保护模型参数表 46表36电网测量模型参数表 48表37有功/频率控制模型的参数列表 表38无功电压控制模型参数表 表39通信延迟模型参数表 表40线性通信模型参数列表 表A.1线路参数及聚合计算(数据标幺值使用风电场级基准值) 55 表A.3汇集系统模型参数 表B.1函数ap.(v₀)计算表 表B.2风速输入模块的参数列表 MGB/T36237—2023/IEC614MGB/T36237—2023/IEC61400-27-1:2020本文件规定了风力发电机组和风电场的标准动态电气仿真模型。风力发短期短期长期定以及图1中的短时暂态功角稳定。因此，模型适用于电力系统事件通用电气仿真模型应能表征风电场接入点(以下称“并网点”)和风力发电机组输出端的动态特GB/T36237—2023/IEC6141GB/T36237—2023/IEC614cabulary(IEV)—Part415:Windturbinegenerato2电流、功率的有功和无功分量规定的方向符号，如风力发电机组或无功功率补偿装置的电流、功率。可扩展接口hook积分时间步长integrationtimestep压的相矢量。额定频率nominalfrequency3GB/T36237—2023/IEC61400-27-1:2020接入点pointofconnection压的相矢量。短路容量short-circuitpower在系统一点上的短路电流与约定电压(通常指运行电压)之乘积。短路比short-circuitratio连接点处的短路容量与风电场或风力发电机组额定有功容量之比。4GB/T36237—2023/IEC61400-27-1式中：Xu、X₁₂和XL₂是有关相量的复数表达式，其中X表示系统电流或电压的相矢量。5GB/T36237—2023/IEC614CRB:撬棒(Crowbar)MSC:机械开关电容器组，在电压跌落期间不进行动态投切(MechanicallySwitchedCapacitorSTATCOM:静止无功发生器(StaticSynchronousCompensatorBasedonaPowerElectronicsTSC:晶闸管投切电容器组，在电压跌落期间进行动态投切(ThyristorSwitchedCapacitorBank, 6GB/T36237—2023/IEC6147GB/T36237—2023/IEC61400-274.2为本文件的全局变量符号。其他在第7章和附录B结构框图中的符号表示模型参数，在相应使用标幺值(p.u.)的变量用小写字母表示，使用物理单位的变量用大写字母表示。标幺值的基准值或有名值的物理单位均在括号中给出。有功电流、无功电流、有功功率、无功功率使用发电机符号4.2符号(单位)Θ——桨距角(deg)Frkr——故障穿越(FRT)标志位(0,1,2)FocB——断路器(CB)标志位(0,1)fwrcim——经滤波处理的用于风力发电机组(WT)控制器的电网频率测量值(f。)fwTPilt——经滤波处理的用于风力发电机组电网保护的电网频率测量值(f。)fwPin——经滤波处理的风电场(WP)频率fwr——风力发电机组输出端(WTT)频率i——电力系统坐标系中发电机的电流相量(Ibas)iwr——电力系统坐标系中风力发电机组输出端电流相量)8GB/T36237—2023/IEC61400-27p——发电机(气隙)功率(Sbs)PpDet——发电设备有功功率参考值(Sb)PwTn——风力发电机组额定有功功率(W)Pwpa——风电场的额定有功功率(W)PwPin——经滤波处理的风电场有功功率测量值(Sb)PWPef——风电场有功功率参考值(Sbas)PwTChn——经滤波处理的用于风力发电机组控制器的有功功率测量值(S)PWTre——风力发电机组输出端有功功率参考值(Sbse)qAUXCHt——经滤波处理的用于辅助设备控制的无功功率测量(Sb)qwPi——经滤波处理的风电场无功功率测量值(Sbse)qwTCtlh——经滤波处理的用于风力发电机组控制器的无功功率测量值(Sbu)rrot——可变转子电阻的异步发电机(VRRAG)转子阻抗(Zo)SAuxn——辅助设备额定视在功率(Sbase)Sbue——功率基准值辅助设备“AUx——电力系统坐标系中的辅助设备终端电压相量(UAuxn)UAUxn——辅助设备输出端(AUXT)额定线电压(V)——线电压基准值——电力系统坐标系中的变流器电压相量(U)——电力系统坐标系中的风力发电机组发电机电压相量(Uba)——电力系统坐标系中的风电场电压相量(U)uwPpit——经滤波处理的风电场电压测量值(Uba)9GB/T36237—2023/IECuwT——电力系统坐标系中的风力发电机组输出端电压相量(Ubas)uwrc——未经滤波处理的用于风力发电机组控制器的电网电压测量值(Uba)uwTcil——经滤波处理的用于风力发电机组控制器的电网电压测量值(Uba)UwTPil——经滤波处理的用于风力发电机组电网保护的电压测量值(Ubae)XWPe——风电场无功功率或增量电压参考值，取决于风电场控制模式(r)5.1总体要求1)电网对称短路故障，包括变阻抗短路故障(故障点位于风电场外部，包括电压恢复过程);2)电网频率扰动5;3)同步发电机(SG)转子振动的机电模态(通常在0.2Hz~4Hz范围内);c)模型用于仿真正序基频响应特性6。d)模型宜在典型电力系统频率波动范围内有效(宜在系统额定频率的±6%范围内)。i)模型宜对1/4周波”的积分时间步长有效。因此，GB/T36237—2023/IEC61400-27-1:j)模型宜能够在额定功率或非额定功率条件下通过潮流计算初始化到稳态。k)模型外部条件(例如风速)宜通过可用功率间接计及。1)模型宜具有数值稳定性，能同时应用于不同短路容量的电力系统。设备制造商应说明所提供任何软件平台均可实现模型的开发。本文件不描述在具体仿真工具中实n)通用模型宜包含有别于制造商特定系统的通用保护和控制系统模块。模型宜便于参数化，以通过定义不同的保护和控制模块表示某特定系统。模块化的模型结构可实现制造商专有模型o)通用模型宜能够通过特定控制模式和其他控制参数体现不同的控制方法。控制方法可选，由b)本文件规定了覆盖大多数风力发电机组类型的一系列通用仿真模型结构，能扩展到未来不同c)模型包括现有已成熟的四种风力发电机组技术类别：采用传d)从电力系统稳定性分析的观点来看，现有风力发电1)类型1:采用传统异步发电机，直接与电网连接的风力发电机组(通常为鼠笼型发电机);2)类型2:采用可变转子电阻的异步发电机，直接与电网连接的风力发电机组；3)类型3:采用双馈异步发电机的风力发电机组(定子直接连接电网，转子通过变流器连接电网);4)类型4:通过全功率变流器并网的风力发电机组。相同或不同类型的风力发电机组多机聚合模型。这种情况下，风电场的所有风力发电机组模f)有功/频率控制器依据频率或外部控制指令的变化调节并网点的有功功率。通过频率变化能计算有功功率参考值的绝对值(基于额定功率)或相对值(基于可用功率)。有功功率控制模型g)无功/电压控制器和有功/频率控制器能接收来自模型外部由用户改变的控制指令。h)两个控制器都能检测并网点的电压是否跌落到阈值之下。电压跌落到阈值以下，状态变量应i)风电场模型应具备针对压降的无功补偿功能。j)通过外部控制信号能实现风电场控制器、有载分接头(OLTC)、静止本章规定了通用风力发电机组、辅助设备(AUX)和风电场模型的整体结构。与第5章的模型总体要求和第7章的子模块结构均有关联。本章采用方框图定义通用模型的整体结构。模型整体结构确定了使用的子模块之间传递的输6.2规定的风力发电机组模型既能单独使用，也能用于6.3规定的风电场建模本条规定了覆盖大多数现有风力发电机组类型的一系列通用风力发电机(用于控制)(用于保护)模块图2风力发电机组模型通用架构6.2.21型风力发电机组动器，但不包含在模型中。 frprmlPg注：图中包含气动模块，但仅表示一个简单的恒定气动转矩。1A型模型所使用的模块如表1所示，各模块详细结构见第7章。章条号“恒定气动转矩模型”“双质量块模型”“异步发电机模型”电气设备“电气设备主要模型”电网保护“电网保护模型”电网测量(用于保护)“电网测量模型”sys电网测量模块(用于保护)变桨控制模块发电机系统模块(用于控制)电网保护模块电气设备模块Focs1B型模型所使用的模块如表2所示，各模块详细结构见第7章。章条号“恒定气动转矩模型”“双质量块模型”“异步发电机模型”章条号电气设备“电气设备主要模型”变桨控制“变桨控制功率模型”电网保护“电网保护模型”电网测量(用于保护)“电网测量模型”电网测量(用于控制)“电网测量模型”6.2.32型风力发电机组合会(IEEE/WECC)工作组规定并应用于第二代WECC模型的通用风力发电机组模型¹]。2型风力fysfysfwrcmFocnfwTPo注：图中不包含气动模块，因为气动特性已嵌入变桨控制模型中。GB/T36237—2023/IEC614表32型模型子模块章条号“双质量块模型”“异步发电机模型”电气设备“电气设备主要模型”变桨控制“变桨控制功率模型”发电机控制“转子电阻控制模型”电网保护“电网保护模型”电网测量(用于保护)“电网测量模型”电网测量(用于控制)“电网测量模型”6.2.43型风力发电机组电压穿越。3型风力发电机组模型分为两类，其中3A型模型表示不包s(用于控制)(用于保护)机械系统模块-PngFocswPWTref模块0ef无功限幅模块模块XWTref章条号7.2.2或7.2.3“一维气动模型”或“二维气动模型”“双质量块模型”7.4.2或7.4.3“3A型发电系统模型”电气设备“电气设备主要模型”变桨控制“桨距角控制模型”有功控制“3型有功功率控制模型”无功控制“无功功率控制模型”电流限幅“电流限幅模型”7.7.7或7.7.8“恒定无功功率限幅模型”或“QP和QU限幅模型”电网保护“电网保护模型”电网测量(用于保护)“电网测量模型”电网测量(用于控制)“电网测量模型”3B型模型所使用的模块如表5所示，各模块详细结构见第7章。章条号7.2.2或7.2.3“一维气动模型”或“二维气动模型”“双质量块模型”7.4.2或7.4.3“3B型发电系统模型”电气设备“电气设备主要模型”变桨控制“桨距角控制模型”有功控制“3型有功功率控制模型”无功控制“无功功率控制模型”电流限幅“电流限幅模型”7.7.7或7.7.8“恒定无功功率限幅模型”或“QP和QU限幅模型”电网保护“电网保护模型”电网测量(用于保护)“电网测量模型”电网测量(用于控制)“电网测量模型”6.2.54型风力发电机组步发电机的4型风力发电机组没有齿轮箱(GB)。对变流器直流回路(DCL)带有斩波电路的4型风力发电机组进行建模时，通常能忽略风力发电机组的气动和机械部分。无斩波电路或斩波电路容量配置不足的4型风力发电机组故障后会由扭振阻尼引起功率振荡。该功率振荡一般不会影响电中。若斩波电路容量配置不足，能通过调整双质量块机械模型的阻尼系数实现与斩波电路参数匹配。3A型风力发电机组模型结构可用于4型风力发电机组的仿真，但由于变流器使传动系统与电网解4A型风力发电机组模型结构如图8所示。JysJysXWTnfGB/T36237—2023/IEC614章条号“3A型发电系统模型”或“4型发电系统模型”电气设备“电气设备主要模型”有功控制“4A型有功功率控制模型”无功控制“无功功率控制模型”电流限幅“电流限幅模型”7.7.7或7.7.8“恒定无功功率限幅模型”或“QP和QU限幅模型”电网保护“电网保护模型”电网测量(用于保护)“电网测量模型”电网测量(用于控制)“电网测量模型”3A型风力发电机组发电机模型结构能用于4型风力发电机组模型，并能降低电峰。该尖峰主要由仿真中的数值计算方法引起。电网测量模块电网测量模块(用于保护)电网保护模块模块paxlqmd章条号“双质量块模型”“3A型发电系统摸模型”或“4型发电机系统模型”电气设备“电气设备主要模型”有功控制“4B型有功功率控制模型”无功控制“无功功率控制模型”电流限幅“电流限幅模型”7.7.7或7.7.8“恒定无功功率限幅模型”或“QP和QU限幅模型”电网保护“电网保护模型”电网测量(用于保护)“电网测量模型”电网测量(用于控制)“电网测量模型”·3A型风力发电机组发电机系统模型结构能用于4型风力发电机组模型，并能降低电压恢复时出现的无功功率XAUXref0章条号“4型发电系统模型”电气设备“电气设备主要模型”无功控制“无功功率控制模型”电流限幅“电流限幅模型”“恒定无功功率限幅模型”电网保护“电网保护模型”电网测量(用于保护)“电网测量模型”电网测量(用于控制)“电网测量模型”注意，在无功控制模块中的M₄c=3和M₄G=4时，静止无功发生器模型不能用于功率因数控制模式。fyfypXAUXrmffXwnefPWTmf_PAUXrefXPDefCom_风电场模型为风力发电机组/电力设备模型提供参考值pppret和XpDred,并作用于单个风力发电机—电压控制指令。风电场控制和通信模型结构如图15所示。PrDrefPwPf电网测量模块PwPefXWPefJy图15风电场控制和通信模型通用架构风电场控制和通信模型所使用的模块如表9所示，各模块详细结构见第7章。章条号风电场有功控制“风电场有功/频率控制模型”风电场无功控制“风电场无功电压控制模型”通信(用于风电场测量)7.10.2或7.10.3“通信延迟模型”或“线性通信模型”通信(用于风电场参考)7.10.2或7.10.3“通信延迟模型”或“线性通信模型”章条号通信(用于电力设备参考)7.10.2或7.10.3“通信延迟模型”或“线性通信模型”电网测量(用于风电场控制)“电网测量模型”模型章条号“3A和3B型风力发电机组模型结构”或“4A型风力发电机组模型结构”或“4B型风力发电机组模型结构”风电场控制和通信“风电场控制和通信”风力发电机组变压器(TRWT)“变压器模型”聚合汇集线路(ACL)“线路模型”风电场变压器(TRWP)“变压器模型”·风力发电机组变压器可包含在风力发电机组电气系统模型中。在此情况下，风力发电机组变压器不宜重复作为功率汇集系统的一部分。GB/T36237—2023/IEC614组模型模型章条号“3A和3B型风力发电机组模型结构”或“4A型风力发电机组模型结构”或“4B型风力发电机组模型结构”风电场控制和通信“风电场控制和通信”“静止无功发生器”或“其他电气部件模型”“其他电气部件模型”风力发电机组变压器(TRWT)“变压器模型”聚合集电线路(ACL)“线路模型”风电场变压器(TRWP)“变压器模型”·风力发电机组变压器可包含在风力发电机组电气系统模型中，在此情况下，风力发电机组变压器不宜重复作为功率汇集系统的一部分。表12全局参数S 参数如表14所示，框图如图19所示。初始功率Pini应根据潮流计算设定。初始桨距角二维气动模型对应参考文献[21]提出的模型。二维气动模型参数如表15所示，框图如图20所示。S可用功率"桨距角(不降出力运行)Ω转速(不降出力运行)的常值分量GB/T36237—2023/IEC61400-27-1:表15二维气动模型参数表(续)符号如果p小于1,桨距角宜为零。如果pava等于1或者pco的初始值小于pa,dpe通常为负。Xx附录B给出了二维气动模型的背景资料，包括指导风力发电机组制造商基于工况确定模型参模型参数见表16,框图如图21所示¹4。ss惯性常数H定义为1GB/T36237—2023/IEC614112HPamo符号电流PI控制器比例增益Ts电流PI控制器积分时间常数Z暂态电抗暂态电抗宜参照参考文献[22]定义的电磁暂态电控制参考坐标系电网参考坐标系②0坐标系aMPg图223A型发电系统模型框图7.4.33B型发电系统模型模型参数见表18,框图如图23所示。3B型发电系统模型是3A型发电系统模型的最新简化，增加了撬棒模型[23]。发电系统模型的输出通过电流源电流输出表示。在某些电力系统仿真软件中，电流源需要并联阻抗来提高仿真收敛性，如参考文献[22]和附录C中所述。表183B型发电系统模型参数表符号Ts电流源时间常数暂态电抗sGB/T36237—2023/IEC61400-2Tcks(du)1+sTw≥0elpendlmd控制参考坐标系00-0电网参考坐标系1②μg图233B型发电系统模型框图7.4.44型发电系统模型4型发电系统模型参数见表19,框图如图24所示。发电系统模型的输出是通过电流源注入的电GB/T36237—2023/IEC61400-27-1:2020表194型发电系统模型参数表s电流源时间常数控制参考坐标系电网参考坐标系11+sTg1图244型发电系统模型框图参考坐标系变换模型参数见表20,框图如图25所示。表20参考坐标系变换模型参数表sMpu1.相角如果Mpu₂≤upuu,当电压低于该值时冻结电压相角过滤和/或冻结相角以避免因缺少参考电压而导致模型不稳定。GB/T36237—2023/IEC61400-27-1:2020图25坐标变换模型框图电气设备γ等效模型包含一个由风力发电机组或STATCOM电网保护触发的断路器，也能包含模型参数见表21,单线图如图26所示。通常，风力发电机组输出端(WTT)为风力发电机组变压表21电气设备模型参数表串联电阻串联电抗并联电导b并联电纳FocsFocsMl图26电气设备γ等效模型单线图GB/T36237—2023/IEC61400-27-11型和2型风力发电机组变桨控制器模型对应第二代WECC模型[17]。模型参数见表22,模型结构如图27所示。功率上升变化率限制功率下降变化率限制s当Pinit<pset功率将按一定变化率降低至pmin电压跌落后，基于电压跌落深度通过查表确定降功率持续时间为与WECC模型兼容，电压与持续时间的表按4个电压幅值定义。为与WECC模型兼容，uuvkr等于T₄(uwr)中的最高电压。1≥Pa>模型参数见表23,框图如图28所示。表23桨距角控制模型参数表KK速度PI控制器的最大桨距角速度PI控制器的最小桨距角d0.功率PI控制器的最大桨距角功率PI控制器的最小桨距角最大桨距角最小桨距角dθ.sK5KpxKPWTef1θ抗饱和下限GB/T36237—2023/IEC61400-27-1:2020模型参数见表24,模型结构如图29所示。sKZ7.7.23型有功功率控制模型模型参数见表25,模型结构如图30和图31所示。表253型有功功率控制模型参数表ΩGB/T36237—2023/IEC614表253型有功功率控制模型参数表(续)符号sss最大转矩计算的转速选择模式(0:wwTr,1;wm)模式，1:电压控制模式)低电压穿越期间的转矩增长率限制“pvsUs比例系数，1:有比例系数)“pdpU注意：设置Marml=1(使用转子转速而不是发电机转速)是转速滤波的有效方Momax-@offetPopm②Rd图303型有功功率控制模型框图1一1一1“dp<≥<>madUVR01注1:第6章中规定的模型不使用uTChok。注2:“冻结”功能将在D.5中详细说明，如使用图D.7中无滤波的冻结功能。ss电压跌落期间功率参考值的电压比例系数(0:无比例系数，1:有比例系数)<11lpemdPwTref0ss电压跌落期间功率参考值的电压比例系数(0:无比例系数，1:有比例系数)GB/T36237—2023/IEC61400-27-1:2020X<“pdiplpomd01无功功率控制模型支持5种常用的无功功率控制模式M₄c,如表28所示。M0电压控制1无功功率控制2开环无功功率控制(只在风电场级闭环控制中使用)3功率因数控制4开环功率因数控制无功功率控制模型支持3种不同低电压穿越无功控制模式及用户自定义低电压穿越无功控制模式M₄FRT,如表29所示。不同控制模式规定了电压跌落期间和可选的故障后的无功电流注入。故障期间0与故障期间功能相同与故障期间功能相同23常规无功功率控制模式(见表28)故障穿越无功控制模式(见表29)电压PI控制器比例增益K电压PI控制器积分增益U电压变化死区下限(通常为负)电压变化死区上限(通常为正)sK电压PI控制器积分项中的最大电压电压PI控制器积分项中的最小电压用户定义的电压参考偏差uwTraf=ur(当M₀c=0)“qrise阈值ss电压跌落期间最大无功电流注入Z宜特别注意协调参数um、Mm2、M,以使无功功率注入控制回路的响应与预期一致。GB/T36237—2023/IEC基于无功功率控制模式，外部参考值xwrat可以是风电场控制器的无功功率或电压差值指令。当“延时标志位(DelayFlag)”模块输出Frr标志位，如表31所示。表31FFrr标志位描述0正常运行(wgdp<uwTcim<uqris)1故障期间(uwrcn≤up或uwrcm≥Mgris)2故障结束(u<uwrcm<ugisc)维持FFRT=2过“电压降(VoltageDrop)”模型应计算距离风力发电机组输出端串联电抗为r+jx处的电压(一般 (1)电流限幅模型包括物理限幅和控制限幅。模型参数见表32,模型结构如图35所示。表32电流限幅模型参数表符号电压跌落期间风力发电机组端口最大电流限制)M功率优先，1:无功功率优先)“pqumaxU模型参数见表33,模型框图如图36所示。表33恒定无功功率限幅模型参数表GB/T36237—2023/IEC61400-27-1:2020模型参数见表34,模型结构如图37所示。表34QP和QU限幅模型参数表符号冻结电网保护模型包括过/欠压保护和过/欠频保护。IEC61400-21-1¹⁵)规定了以一组保护等级和对应的脱网时间组成的定时限电网保护的定义和测试方法。通过一组电压/时间或者频率/时模型参数见表35,模型结构如图38所示。g表35电网保护模型参数表(续)>>><fou>>><频率的最大变化率"s电压测量滤波器时间常数s电流测量滤波器时间常数sssdox宜大于电力系统中的任何频率变化率(ROCOF)保护激活阈值，宜设置为5Hz/s。保护设备的典型值为3～5个基频周期。1M5J11注：模块参数f。包含在表12的全局参数列表中。图39u-f测量模型框图表37有功/频率控制模型的参数列表电力设备最大功率参考电力设备最小功率参考电力设备功率参考的最大正向变化率电力设备功率参考的最大负向变化率KwpyafKwpyafPietnadpwfnasPkiwPpoudpwpefmaPpDef模型参数见表38,模型结构如图41所示。GB/T36237—2023/IEC61400-27-1:2020表38无功电压控制模型参数表s电压控制器交叉耦合增益 风力发电机组无功功率/电压参考的最小负向变化率无功电压控制模式(0-无功功率控制，1-功压控制)Mwpamod=2时的电压误差)Mwpgmode=2时的电压误差)功率相关的无功功率最大限制功率相关的无功功率最小限制GB/T36237—2023/IEC6140x5>11W223>s通信延迟时间GB/T36237—2023/IEC61400-27-1模型参数如表40所示，具有N个通信变量的示例如图43所示。s通信超前时间s通信滞后时间+y₂GB/T36237—2023/IEC(资料性)A.1概述附录A给出了图16所示功率汇集系统的一种模型参数等值计算方法，该方法由参考文献[24]提—忽略除风力发电机组以外其他连接到汇集系统的设备产生的影响；——功率汇集系统拓扑结构呈放射型，即每台风力发电机组仅通过一条潮流路径接入风电场并——本方法基于系统各点均采用同一基准电压的直A.2.1概述假设聚合后有功及无功损耗保持不变，N.个阻抗z,串联能聚合成一个串联阻抗z,2由公n;——通过阻抗z,馈入的风力发电机组台数；假设聚合后有功及无功损耗保持不变，Nasmm个导纳y;并联能聚合成一个导纳yamg,ym由公由公式(A.1),聚合集电线路的串联阻抗zAc.由公式(A.3)确定。2;——线路i的串联阻抗；n通过线路i馈入的风力发电机组台数；Nw风电场中风力发电机组总数。由公式(A.2),聚合集电线路的并联电纳bAcl由公式(A.4)确定。b,——线路i的并联电纳。A.2.3风力发电机组变压器聚合风力发电机组变压器聚合成一个单聚合变压器，表示为TRWT。依据A.2.1的方法，风力发电机组变压器用风电场级的标么化参数表示。通常风力发电机组变压器数据是基于风力发电机组基准值的标幺化参数，因此在聚合之前，需将以风力发电机组相关基准值计算的变压器参数转化为风电场基准值下的参数。由公式(A.5),以风力发电机组相关基准值计算的风力发电机组变压器串联阻抗标幺值为21TRwT,换算为风电场电压Uwpa下(风力发电机组变压器高压侧)的实际值Z₁rRWP。由公式(A.6),串联阻抗实际值ZirRwp换算为以风电场基准值下的标幺值21TRWP。用所有风力发电机组的额定功率之和计算风电场额定功率Pwea。当风电场由Nwr台风力发电机组组成且每台机组额定功率为Pwrn时，Pwpn由公式(A.Pwpa=NwrPwTn……………(把公式(A.5)与公式(A.7)代入公式(A.6)得到公式(A.8):依据公式(A.1)计算风力发电机组变压器聚合阻抗，如公式(A.9)所示。把公式(A.8)代入公式(A.9)得出：如公式(A.10)所示，在风电场基准值下聚合后的TRWT串联阻抗标幺值等于在风力发电机组基准值下的单风力发电机组变压器串联阻抗标幺值，即风力发电机组模型的标幺值能直接用于风电场模型。因此，风力发电机组变压器串联阻抗参数rTR、xTRI、rTR₂、xTR₂能直接用于TRWT,风力发电机组若有并联电抗器，其xTRM也能用于TRWT。功率汇集系统示例如图A.1所示。XO上又又L0表A.1给出了每条线路的线路参数以及聚合集电线路的计算值(见表中最后一行)。表A.1线路参数及聚合计算(数据0rTbn1122334455617283945GB/T36237—2023/IEC61400-27-1:值GB/T36237—2023/IEC61400-27(资料性)本附录对7.2.3中的二维气动模型提供背景说明和参数初始化的方法。本附录二维气动模型以风速作为输入变量。依据5.1假定风速是恒定的，7.2.3中二维空气动力学模块的风速输入用多个与风速相关的参数等效计算代替。本附录介绍了7.2.3中的气动输入模块参数B.2风速输入模型θ-n0pme图B.1参考文献[21]提出的风机气动模型函数poss(v₀)、Ooss(vo)和woss(vo)分别在公式(B.1)、公woss(v₀)=w[poss(vo)]公式(B.3)为表25有功功率控制模块规定的转速功率查找表w(p)。ap_(vo)的定义见表B.1。012输出apo(v₀)表B.2风速输入模块的参数列表类别额定转速对应的风速(假设为理想控制)B.3功率输入模块参数对于给定的风速vo,7.2.3中的二维气动模块的参数能够依据公式(B.5)~公式(B.9)计算。ape=Kaeroθoss(vo)+Caero………Pavail=Poss(vo)…………w₀=woss(vo)统模型参数相同GB/T36237—2023/IEC61400-27-1TcRa(du)≥01:挑棒切出控制参考坐标系电网参考坐标系0X-1+sTg0坐标系1+sTgSTa1图C.2含并联阻抗的3B型发电系统模型框图含并联阻抗的4型发电系统模型结构如图C.3所示，其模型参数与7.4.4中描述的4型发电系统模控制参考坐标系控制参考坐标系电网参考坐标系1jxeqyl1变换cmdD-Pag(规范性)D.1概述本附录用于描述第7章模型中一些标准模块符号的实现方法。D.2开关开关符号如图D.1所示。开关位置通过标志位变量或用户设定参数输出量y由公式(D.1)确定。F=i→y=xM=i→y=x;单积分时间步长延迟符号如图D.2所示。输出量y是输入量x根据公式(D.2)延迟时间步长T,确定。图D.3限速率模块符号GB/T36237—2023/IEC61400-2限速率模块的实现方式如图D.4所示。xyD.5一阶滤波器y1+sT冻结F该滤波器的实现方式如图D.6所示。限幅模块用于限制输出状态变量的数值。限速率模块用于限制输出状态变量的变化率。当冻结标志位上升后(置1),状态变量将保持不变。如果用户通过设置滤波时间常数T=0旁路滤波器，那么冻结和限幅功能将会按图D.7所示执行。F—F—ye图D.7无滤波功能(T=0)的查找表符号如图D.8所示。图D.8查找表符号查找表为一系列(x,y)数值的数据表。查找表函数定义了因变量与自变量间的分段线性关系，表征y值是由线性内插方法计算。输入x的值超出x值范围时，采用最接近的x值，也就是延拓而不是比较器符号如图D.9所示。a)F=(x₁>x₂)c)F=(x₁<x₂)图D.9比较器符号D.8计时器计时器符号如图D.10所示。计时器函数如图D.11所示。输入标志位Frea为1(真)时，输出时间tacivc重置为零。输入标志位GB/T36237—2023/IEC61400-270图D.11计时器函数计时器按公式(D.3)计算时间tacic。trest——Free为1的最后时刻。yx抗积分饱和器实现方式如图D.13所示。Fmn0xy11图D.13抗积分饱和器实现框图GB/T36237—2023带复位功能的积分器符号如图D.14所示。1ysTF重置限幅检测一阶滤波器如图D.15所示。Fmax1y1+sTx限幅检测一阶滤波器实现框图如图D.16所示。D.12上升沿检测上升沿检测给出输出标志位，用以表征从前一个取样开始输入变量是否上升到更高的值。上升沿检测符号如图D.17所示。GB/T36237—2023/IEC61400-27-图D.17上升沿检测符号上升沿检测实现框图如图D.18所示。图D.18上升沿检测框图D.13下降沿检测下降沿检测给出输出标志位，用以表征从前一个取样开始输入变量是否下降到更低的值。下降沿检测符号如图D.19所示。图D.19下降沿检测符号下降沿检测实现框图如图D.20所示。下降沿检测框图D.14延时标志位延迟标志位函数用于给出一个扩展故障标识F。,在故障标识F₁(无故障时为0和故障时为1)的基础上增加故障后标识2。延时Td规定F。保持为值2的时间。延时标志位符号如图D.21所示。延时F₁F。F₁F。图D.21延时标志位符号延迟标志位实现框图如图D.22所示。GB/T36237—2023/IEC61<010F₀F图D.22延迟标志位实现框图D.15可变延迟标志位可变延迟标志位函数用于给出一个扩展故障标识F。,在故障标识F:(无故障时为0和故障时为1)的基础上增加故障后标识2。延时Ta规定F。保持为值2的时间。可变延时标志位符号如图D.23所示。FF。FF。图D.23可变延时标志位符号可变延迟标志位实现框图如图可变延迟标志位实现框图如图D.24所示。<00101F₀F图D.24可变延迟标志位实现框图GB/T36237—2023死区符号如图D.25所示。D.17断路器断路器符号如图D.26所示。图D.26断路器符号[1]GB/T2900.49—2004电工术语电力系统保护[2]GB/T2900.50—2008电工术语发电、输电及配电通用术语[4]GB/T17799(所有部分)电磁兼容通用标准[6]IEC60050-603:1986¹6)InternationalElectrotechnicalVocabulary—Part603:Ge[7]IEC60050-614:2016InternationalElectrotechnicalVocabulary—Part6transmissionanddistributionofelectsessmentofelectricalcharacter[9]IEC61970-301Ener