风电场电气仿真模型及验证规程编制说明

风电场电气仿真模型及验证规程

（征求意见稿）

编制说明

标准编制组

2024年12月

一、工作简况

1、任务来源

根据《国家能源局综合司关于下达2019年能源领域行业标准制（修）订计划及英文版翻译计划

的通知》（国能综通科技[2019]58号）的通知要求，中国电力企业联合会组织中国电力科学研究院

有限公司等单位修订NB/T31075《风电场电气仿真模型建模及验证规程》。

随着国家“双碳”战略目标的推进和能源结构转型的实施，我国新能源持续迅猛发展，以风电为

代表的新能源已成为新增装机和新增发电量主体，风电正在从“辅助电源”向“主力电源”转变，高比

例风电接入对电力系统稳定运行产生重大影响。

仿真分析是规划和运行阶段对电力系统运行稳定性进行评估的重要手段。对于高比例新能源电

力系统，风电场的模型及其准确性是系统仿真分析的关键。近年来，各省（区）电力公司调度部门

要求风电场并网前提供用于系统安全稳定分析的仿真模型。GB/T19963.1—2021《风电场接入电力

系统技术规定（第1部分陆上风电）》、GB/T19963.1—2024《风电场接入电力系统技术规定（第2

部分海上风电）》明确规定：风电场应提供可用于电力系统仿真计算的风电机组、风电场集电系统、

风电场无功补偿装置及风电场控制系统的机电暂态和电磁暂态仿真计算模型及参数，用于风电场接

入电力系统的规划设计及调度运行。

在NB/T31075-2015《风电场电气仿真模型建模及验证规程》中，主要对风电场机电暂态仿真模

型的建立提出了相关要求，机电暂态仿真模型主要用于描述风电场机电时间尺度（ms级）的控制及

响应特性。然而，随着风电装机占比的不断提高，风电场内的风电机组、SVG等设备电磁时间尺度

（μs级）的控制及响应特性对电力系统的运行特性影响不断加深，引发了宽频振荡、暂态过电压等

新问题，风电场电磁暂态仿真模型成为近年来电力系统建模与仿真方面的重要内容。因此，对NB/T

31075《风电场电气仿真模型建模及验证规程》进行修订，在完善原有机电暂态建模要求的基础上，

增加电磁暂态模型的建模要求。

2、参与单位

中国电力科学研究院有限公司作为牵头单位组织编写了本技术标准，协作编写单位有国家电力

调度控制中心。

3、主要工作过程

2019年10月，国家能源局综合司下达了2019年能源领域行业标准制（修）订计划及英文版翻

译计划，标准修订工作正式立项，编写组同步成立；

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；

2020年3月~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；

2020年7月~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；

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2020年12月~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；

2021年5月~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；

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；

2021年11月~2022年8月，形成《风电机组电气仿真模型建模导则》标准报批稿；

2022年9月~2023年7月，标准报批过程中，部分单位提出了修改意见。编写组内部多次组织

召开了标准研讨会，提出需要进一步补充的内容，开展调研工作；

2023年8月~2024年4月，在高比例风电并网省区开展调研，完成调研材料整理；

2024年5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》标准第

二次征求意见稿；

2024年11月，挂网第二次征集意见。

二、行业标准编制原则及主要内容的论据

1、标准编制原则

本标准遵守现有相关的法律、条例、标准和规范，编写格式和规则符合GB/T1.1—2020《标准

化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定，并遵守以下原则：

（1）完整性。本标准充分调研现有风力发电场并网验收实施情况，涵盖调度、继保、信通、自

动化、计量等风电并网验收相关专业，确保了标准的完整性。

（2）先进性。本标准编制过程中充分考虑了我国风电并网验收现状及未来发展趋势，在此基础

上提出了风力发电场并网验收的总体要求、验收条件以及风力发电场发电设备、场内一次设备、二

次设备的并网验收方法，确保了标准内容的先进性。

（3）兼容性原则。本标准与现行有关法律、法规和强制性国家标准相协调一致，与现行上下游

标准有效衔接，确保标准的相互兼容。

2、与其他标准的关系

本标准以GB/T19963.1《风电场接入电力系统技术规定第1部分：陆上风电》和GB/T

19963.2—2024《风电场接入电力系统技术规定第2部分海上风电》对风电场仿真模型和参数的要

求为基础，结合我国风电并网及仿真建模技术发展实际情况，制定适用于我国风电发展的风电机组

电气仿真模型建模导则，以标准化风电机组仿真模型的接口、参数等，为含高比例风电的电力系统

仿真分析提供模型基础。

在规范编制过程中参考的其它国内相关标准主要有：GB/T19963.1—2021《风电场接入电力系

统技术规定第1部分陆上风电》、GB/T19963.2—2024《风电场接入电力系统技术规定第2部

分海上风电》。

3、主要内容

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本标准按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写》给出的规则起草。

本标准风电机组电气仿真模型的基本要求、模型结构及子模块实现方法，适用于电力系统仿真分析

用的风电机组电气仿真模型的建模，主要结构和内容如下：

（1）目次；

（2）前言；

（3）标准正文共设7章，分别如下：

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)一般要求：规定了风电场电气仿真模型建模的一般要求

5)风电场电气仿真模型：规定了风电场电气仿真模型的总体要求和分类；

6)风电场电磁仿真模型：规定了风电场电磁仿真模型的建模及验证要求；

7)风电场机电仿真模型：规定了风电场机电仿真模型的建模及验证要求；

（4）附录：共设9个附录。其中：

1)附录A（资料性）静止无功发生器（SVG）控制程序封装流程；

2)附录B（资料性）静止无功发生器（SVG）典型结构化控制模块；

3)附录C（资料性）风电机组/静止无功发生器/风电场阻抗特性标幺化计算方法；

4)附录D（资料性）风电机组仿真模型故障穿越特性验证工况；

5)附录E（资料性）电压瞬时模值计算方法；

6)附录F（资料性）静止无功发生器（SVG）仿真模型故障穿越模型验证工况；

7)附录G（资料性）风电场仿真模型故障穿越特性验证工况；

8)附录H（资料性）风电机组/静止无功发生器/风电场机电暂态仿真模型验证故障过程分

区；

9)附录I（资料性）模型验证的偏差计算方法。

4、条文说明

（1）一般要求

风电场电气仿真模型应根据风电场实际电气结构和参数建立。风电场电气仿真模型包括电磁暂

态仿真模型和机电暂态仿真模型，分别适用于电力系统电磁暂态过程和机电暂态过程的仿真与分析。

风电场电气仿真模型可分为详细模型和等值模型，详细模型宜用于分析风电机组和汇集系统等对风

电场并网点电气特性的影响，等值模型宜用于分析风电场接入对电力系统的影响。风电场电气仿真

模型验证应至少包括风电机组模型、静止无功发生器（SVG，StaticVarGenerator）模型，以及风电

场等值模型的验证。

（2）风电机组电气仿真模型

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主要规定了风电场电气仿真模型的结构及组成、电磁仿真模型的建模要求、机电仿真模型的建

模要求。风电场电气仿真模型应涵盖风电机组、无功补偿装置、汇集系统（汇集线路和升压变压器）、

功率控制与保护系统等。风电场电磁暂态仿真模型应能正确反映稳态运行和故障下风电场并网点的

交流瞬时量响应特性。风电场机电暂态仿真模型应能正确反映稳态运行和故障下风电场并网点的基

频正序响应特性。

（2）风电场电磁仿真模型验证

风电场电磁暂态仿真模型验证包括风电机组模型、静止无功发生器（SVG）模型，以及场站等

值模型的验证。电磁暂态仿真模型的验证项目应包括宽频带阻抗特性验证和故障穿越特性验证。

（3）风电场机电仿真模型验证

风电场机电暂态仿真模型验证包括风电机组模型、静止无功发生器（SVG）模型，以及场站等

值模型的验证。机电暂态仿真模型的验证项目应至少包括功率控制特性验证和故障穿越特性验证。

三、主要试验验证情况和预期达到的效果

无。

四、采用国际标准和国外先进标准情况，与国际、国外同类标准水平的对比情况

无。

五、与现行法律、法规、政策及相关标准的协调性

本标准与有关的现法律、法规和强制性国家标准相协调一致。

六、重大分歧意见的处理经过和依据