征求意见稿《构网型SVG性能评价规范及测试方法》

T/CAEEXXXX—XXXX1构网型SVG性能评价规范与测试方法本文件规定了构网型SVG的性能评价指标、测试方法以及评价与报告的要求。本文件适用于接入交流电力系统的构网型SVG的性能评价与测试。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；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/T12325-2008电能质量供电电压偏差GB/T12326-2008电能质量电压波动和闪变GB/T14549-1993电能质量公用电网谐波GB/T15543-2008电能质量三相电压不平衡GB/T17626.30-2023电磁兼容试验和测量技术第30部分:电能质量测量方法GB/T30137-2024电能质量电压暂升、电压暂降与短时中断GB/T35725-2017电能质量监测设备自动检测系统通用技术要求GB/T36995-2018风力发电机组故障电压穿越能力测试规程GB/T37409-2019光伏发电并网逆变器检测技术规范DL/T1216-2019低压静止无功发生装置技术规范3术语和定义GB/T35725-2017界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1构网型静止无功发生器grid-formingstaticvargenerator;GFM-SVG一种能够模拟同步发电机外特性，在无外部电网电压相位参考或弱电网条件下，自主建立并维持交流母线电压和频率，同时提供快速动态无功补偿的电力电子装置。3.2跟网型静止无功发生器grid-followingstaticvargenerator;GFL-SVG一种依赖于外部电网电压相位作为同步参考，通过锁相环（PLL）实现并网，主要提供无功补偿而不主动建立电网电压的电力电子装置。3.3电压建立能力voltageestablishmentcapability构网型SVG在并网点无电压或电压极低的条件下，从初始状态（如待机、黑启动）自主产生并稳定建立规定幅值和频率的交流电压的能力。3.4惯量响应特性inertiaresponsecharacteristicT/CAEEXXX—2026构网型SVG通过控制算法模拟同步发电机的转子运动方程，使其输出功率能够响应系统频率变化率（RoCoF），为系统提供类似惯量的频率支撑能力。3.5虚拟同步机virtualsynchronousgenerator;VSG一种通过控制算法模拟同步发电机机电暂态特性的构网型控制技术。3.6无功动态响应时间reactivepowerdynamicresponsetime从SVG接收到阶跃无功指令（或系统发生规定的电压阶跃）开始，到其输出的无功功率达到并保持在指令值±5%误差带内所需的时间。3.7构网-跟网模式切换grid-formingtogrid-followingmodeswitching构网型SVG根据电网运行状态（如并网点电压强度、调度指令），从构网控制模式平滑、无缝地切换到跟网控制模式，或反之的过程。3.8弱电网weakgrid短路比（SCR）≤3较低或阻抗比较高的电网，其特点是电网强度不足，电压和频率容易受接入设备的影响。3.9同步支撑能力synchronizationsupportcapability构网型SVG在弱电网或孤岛运行条件下，为其他跟网型设备（如光伏逆变器、风电变流器）提供稳定的电压和频率参考，使其能够顺利实现并网同步和稳定运行的能力。3.10并网点pointofcommoncoupling(PCC)构网型SVG与交流电力系统连接的公共连接点，是电压、功率等参数的测试基准点。3.11黑启动blackstart构网型SVG在无外部电网供电、并网点无电压的条件下，自主启动并建立稳定交流电压的启动方3.12核心指标coreindicator对构网型SVG并网运行安全性、稳定性起决定性作用的性能指标，需强制满足要求。3.13短路比short-circuitratio,SCR并网点交流系统短路容量与并网电源额定容量的比值。4总则4.1评价目的与原则构网型SVG性能评价旨在科学、客观地评估其模拟同步发电机外特性、提供电压与频率支撑、动态无功补偿等能力，为产品研发、选型、验收及并网运行提供依据。评价应遵循客观性、系统性、实用性和一致性原则。4.2评价对象与条件T/CAEEXXXX—XXXX34.2.1评价对象为符合产品技术规范的构网型SVG整机或其功能等效试验样机。4.2.2性能测试应在标准测试条件下进行，条件偏差应在报告中说明。标准测试条件包括：a)环境条件：温度（25±10）℃,相对湿度≤85%（无凝露），大气压力86kPa～106kPa。b)电网条件：测试平台背景电能质量指标应优于GB/T12325-2008、GB/T12326-2008、GB/T14549-1993、GB/T15543-2008规定限值的50%。c)装置状态：SVG处于额定工况，控制器为标准设置。4.2.3试方案应经安全评估，避免对公共电网或设备造成扰动。4.3测试系统与仪器要求4.3.1测试系统应能模拟以下条件：a)正常并网；b)弱电网场景应模拟短路比（SCR）≤3的工况；c)孤岛场景应模拟无外部电网支撑、仅带本地负载的工况；d)电网故障等典型场景。4.3.2仪器仪表精度应符合GB/T14710-2009《医用电器环境要求及试验方法》规定，且比被测参数允许误差高一个精度等级（例：被测参数允许误差±0.5%，仪器精度应不低于±0.2%动态测试仪器带宽和采样率应满足要求。4.3.3仪器仪表应在有效校准期内。4.4评价流程构网型SVG性能评价一般遵循以下流程：4.4.1前期准备：明确需求，制定方案。4.4.2静态检查与功能验证：检查外观与基本功能。4.4.3性能测试：依据第5、6章进行测试并记录。4.4.4数据处理与分析：计算性能指标实际值。4.4.5结果评价与报告编制：对比要求进行评价，按第7章编制报告。5关键性能评价指标5.1稳态运行性能5.1.1额定容量与过载能力：应能持续输出额定容性无功和额定感性无功；设备应具备短时过载能力，过载等级宜选取110%额定容量持续1min，或120%额定容量持续30s，具体数值由供需双方在合同中约定。5.1.2稳态电压调节精度：构网模式下，电压稳态偏差应不超过额定电压的±0.5%。5.1.3稳态频率调节精度：构网模式下，频率稳态偏差应不超过额定频率的±0.05Hz。5.1.4运行效率：额定工况下，整体效率宜不低于98%。5.1.5谐波电流输出特性：自身谐波电流含量应符合GB/T14549-1993或协议要求。5.2动态响应性能5.2.1无功动态响应时间：应符合3.6的定义，其值≤10ms。5.2.2电压动态响应与恢复特性：小扰动后电压恢复时间宜≤100ms。5.2.3惯量响应特性：应符合3.4定义，等效惯性时间常数（H）应不小于0.5s，阻尼系数（D）应T/CAEEXXX—2026在0.2～1.0范围内。5.2.4一次调频特性：评价指标宜包括调差系数、频率死区、有功功率响应时间，具体要求如表1所示。表1一次调频特性评价指标序号评价指标技术要求备注1应可在2%～10%范围内整定，推荐23间5.3故障穿越与支撑性能5.3.1低电压穿越（LVRT）能力：应满足规定的电压穿越曲线要求，故障期间应不脱网运行，注入的无功电流应≥1.2倍额定电流；试验方法按GB/T36995-2018执行。5.3.2高电压穿越（HVRT）能力：在规定的高电压穿越曲线区间内，设备应不脱网运行，并应满足高电压穿越曲线的要求。5.3.3故障期间电压支撑强度：故障期间电压支撑强度应满足GB/T19964-2024中对称故障时无功电流≥1.2倍额定电流的要求。5.3.4故障清除后恢复特性：故障清除后5s内并网点电压恢复至0.90Un-1.10Un。5.4模式切换与并离网性能5.4.1构网-跟网模式切换性能：切换过程中并网点电压波动应不超过±5%额定电压，频率偏差应不超过±0.2Hz，模式切换完成时间应不大于2s，且无保护动作。5.4.2黑启动与电压建立能力：空载电压建立时间应不大于5s，电压超调量应小于10%，稳态电压精度应优于±2%。5.4.3孤岛运行与再并网性能：孤岛带载运行期间频率波动应不超过±0.5Hz，再并网时相角差应小5.4.4同步支撑能力：在短路比（SCR）不小于2的弱电网下，应能为跟网型设备提供稳定的电压和频率参考，系统阻尼比应不低于0.1。5.5电能质量与电磁兼容性能5.5.1自身产生的电能质量影响：闪变、直流分量注入等应符合GB/T12326-2008等相关标准。5.5.2对电网电能质量的改善能力：应能动态补偿无功功率，使并网点功率因数维持在0.95（滞后）~0.95（超前）范围内；在额定工况下，电压波动抑制率应不小于70%，或并网点电压波动幅度不超过±2%。5.5.3电磁兼容（EMC）性能：应符合GB/T17626.30-2023系列标准及相关产品标准要求。6测试方法6.1测试通用要求6.1.1测试对应第5章指标，条件应符合4.2和4.3要求。6.1.2测试前完成准备与静态检查，SVG应设为规定模式及参数。6.1.3动态测试应使用高采样率（建议≥10kHz）同步记录仪记录关键电气量瞬态波形。T/CAEEXXXX—XXXX56.1.4每项测试至少重复3次，取平均值；若某次测试结果偏离平均值超过5%，应排查设备状态与测试条件后重新测试，排除异常数据后取平均值。6.2稳态运行性能测试6.2.1额定容量与过载能力测试a)额定容量测试：输出额定容性/感性无功，各稳定运行≥30min，记录参数。b)短时过载测试：下发过载指令（可设置为110%额定容量1min），监测是否异常。6.2.2稳态电压/频率调节精度测试a)空载精度测试：构网空载运行，记录电压/频率，计算与设定值偏差。b)负载扰动精度测试：分步投切负载（容量约20%~50%额定），记录扰动前后电压/频率稳态值，计算最大偏差。c)电网背景扰动测试：施加小幅度电压（如±2%）或频率（如±0.2Hz）阶跃，记录调节后稳态值，计算精度。6.2.3运行效率测试在额定容性/感性输出工况下，测量输出无功功率(P_out)和输入有功功率(P_in)。按η=(P_out/P_in)×100%计算效率。6.2.4谐波电流输出特性测试在额定无功输出稳态下，使用符合GB/T17626.30-2023的电能质量分析仪测量输出电流THDi及各次谐波含有率，结果应符合GB/T14549-1993或协议。6.3动态响应性能测试6.3.1无功动态响应时间测试a)设定SVG初始无功输出。b)下发阶跃无功指令。c)高速记录无功功率(Q)波形。d)分析波形，计算从指令发出到Q达到并保持在指令值±5%误差带内的时间。6.3.2电压动态响应与恢复特性测试a)SVG构网带载稳定运行。b)制造小电压扰动（如跌落3%~5%）。c)高速记录电压波形。d)分析从扰动发生到电压恢复至允许偏差范围的时间。6.3.3惯量响应与一次调频特性测试a)惯量响应测试：模拟频率斜坡（如RoCoF=0.5Hz/s），测量有功功率响应，计算等效惯性时间常数H和阻尼系数D。b)一次调频测试：模拟稳态频率偏差（如+0.2Hz），测量有功功率变化，计算调差系数R=Δf/T/CAEEXXX—20266.4故障穿越与支撑性能测试6.4.1低电压穿越（LVRT）与高电压穿越（HVRT）测试a)测试曲线：按协议或标准设置LVRT/HVRT曲线及故障类型。b)测试过程：SVG额定运行，触发电压故障，高速记录电压、电流（无功分量）等。c)结果判定：检查是否保持并网，无功电流支撑是否满足要求，故障清除后能否正常恢复。6.4.2故障清除后恢复特性测试在LVRT测试故障清除后，高速记录电压、频率、功率波形，分析恢复到稳态允许范围的时间及超调量。6.5模式切换与并离网性能测试6.5.1构网-跟网模式切换测试a)SVG构网带载运行。b)控制其切换至跟网模式（以外网为参考）。c)高速记录切换瞬间及前后电压、频率、相位差、功率变化。d)分析切换冲击、完成时间和平滑性。6.5.2黑启动与电压建立能力测试a)交流侧断开，直流电容放电至安全电压以下。b)上电并发出黑启动指令。c)高速记录从指令到电压稳定的全过程，记录建立时间、超调及稳态精度。6.5.3同步支撑能力测试构建弱电网环境。跟网型设备容量分别为构网型SVG额定容量的20%、50%、100%，依次投入，观测并网成功率及并网点电压波动≤±5%额定电压。6.6电能质量与电磁兼容性能测试6.6.1电能质量影响测试a)闪变测试：在SVG输出额定无功的稳态工况下，按照GB/T12326-2008规定的方法，测量其引起的并网点短时闪变值（P_st）和长时闪变值（P_lt）。b)直流分量注入测试：在SVG额定运行工况下，使用合适量程的直流电流表或功率分析仪的直流分量测量功能，测量其交流输出侧每相的直流电流分量。测量结果应符合相关标准或技术协议规定的限值（通常为额定电流的0.5%~1%）。c)三相不平衡度测试：在SVG带不平衡负载或自身不平衡输出工况下，按照GB/T15543-2008规定的方法，测量其输出电流的负序和零序分量，计算电流不平衡度。6.6.2电能质量改善能力测试a)无功补偿效果测试：在测试平台接入可调感性/容性负载，先记录未投入SVG时的电网功率因数。投入SVG并使其输出补偿无功，记录补偿后的功率因数，验证其补偿效果。T/CAEEXXXX—XXXX7b)电压波动抑制测试：在测试平台接入周期性波动负载（如电弧炉模拟负载），记录未投入SVG时的并网点电压波动情况。投入SVG并启用动态无功补偿功能，记录投入后的电压波动情况，对比分析其抑制效果。6.6.3电磁兼容（EMC）性能测试EMC性能测试通常为型式试验项目，应在符合资质的实验室进行。主要测试项目包括：a)骚扰测试：按照GB/T17626.30-2023系列及相关产品标准（如GB/T30137-2024的要求，进行传导骚扰、辐射骚扰测试。b)抗扰度测试：按照GB/T17626.30-2023系列标准的要求，进行静电放电、射频电磁场辐射、电快速瞬变脉冲群、浪涌（冲击）、电压暂降与短时中断等抗扰度试验。试验中及试验后，SVG应能正常工作或符合标准规定的性能判据。7评价与报告7.1评价依据与等级7.1.1评价以第5章指标为基准，第6章测试数据为证据。7.1.2结论基于测试数据与技术规格、合同、标准中限值对比得出。7.1.3可采用合格/不合格判定，或对核心指标进行分级评价。分级等级及阈值应预先明确。7.2评价内容7.2.1单项指标符合性评价：对每项被测指标给出符合性结论（如“符合”、“不符合”或等级）。7.2.2综合性能评价：结合应用场景，对整体性能适用性、可靠性进行综合评价。7.2.3问题与改进建议：记录发现的问题并提出改进建议。7.2.4评价结论：给出最终明确结论。7.3报告编制要求7.3.1应编制正式书面报告，内容完整、数据准确、结论清晰。7.3.2报告至少应包括：a)报告标识（编号）。b)基本信息（委托/生产单位、产品型号、参数等）。c)评价概况（目的、依据、日期、人员、设备）。d)测试条件（环境、电网、装置状态）。e)测试项目与结果（以表格列出项目、指标、结果、要求值、结论）。f)分析与评价（7.2a)至d)内容）。g)报告签发（编制、审核、批准签字及单位盖章、日期）。7.3.3报告数据、图表应真实可追溯，原始记录应作为附件保存。7.3.4报告格式可参照附录A，但应包含7.3.2规定要素。7.4报告交付与归档7.4.1报告应交付委托方或相关方（纸质及电子版）。7.4.2评价机构应归档报告及原始记录，保存期通常不少于6年。7.4.3未经委托方同意，不得擅自公开或泄露报告内容。T/