《NB 风电机组电气仿真模型建模导则送审稿》

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中华人民共和国能源行业标准

NB/TXXXXX—XXXX

风电机组电气仿真模型建模导则

GuidelineforElectricalSimulationModelsofWindTurbines

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（送审稿）

本稿完成日期：2013年11月30日

201X-XX-XX发布XXXX-XX-XX实施

国家能源局发布

NB/TXXXXX—XXXX

I

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风电机组电气仿真模型建模导则

1范围

本标准规定了风电机组电气仿真模型的分类、结构、子模块实现以及模型验证方法与步骤。

本标准适用于电力系统稳定计算用风电机组电气仿真模型的建模和验证。

2规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文

件。凡是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/T19963-2011风电场接入电力系统技术规定

NB/TXXXX风电机组低电压穿越建模及验证方法

NB/TXXXX风电机组低电压穿越能力测试规程

3术语和定义

3.1

风电机组额定功率ratedpowerforwindturbines

风电机组连续稳定运行在额定工况时输出的有功功率。

3.2

电力系统稳定powersystemstability

电力系统受到大扰动后，过渡到新的或恢复到原来稳态运行方式的能力。

3.3

低电压穿越LowVoltageridethrough

当电力系统事故或扰动引起风电场并网点电压或频率变化时，在一定的电压、频率变化范围和时间

间隔内，风电机组能够保证不脱网连续运行。

3.4

电压跌落发生装置voltagedipgenerator

在低电压穿越测试中，使测试点产生满足测试要求电压跌落的试验设备。

3.5

电压跌落幅值depthofvoltagedip

电压跌落期间线电压最小值与额定值的比值，以标幺值或百分比表示。

3.6

1

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稳态区间steady-staterange

风电机组并网运行时，机端电压不发生瞬时突变，保持稳定运行的过程区间。

3.7

暂态区间transient-staterange

风电机组并网运行时，机端电压发生瞬时突变，风电机组由一个稳定状态过渡到另一稳定状态的过

渡过程区间。

3.8

基波正序分量positivesequencecomponentofthefundamental

三相系统的基波分量中，三个对称相序分量之一，它存在于对称的和不对称的正弦量三相系统中，

由下列复数表达式定义:

12()

X1XL1XL2XL3………1

3

式中：α是120°运算因子，而XL1、XL2和XL3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。

3.9

基波负序分量negativesequencecomponentofthefundamental

三相系统的基波分量中，三个对称相序分量之一，它仅存在于一个不对称的正弦量三相系统中，由

下列复数表达式定义:

12()

X2XL1XL2XL3………..…………….2

3

式中：α是120°运算因子，而XL1、XL2和XL3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。

4符号、代号和缩略语

下列符号适用于本标准：

β叶片桨距角

βcmd主控制系统桨距角指令

ωgen发电机角速度

ωref风力机初始角速度

ωWTR风力机角速度

ωWTRn风力机额定角速度

UWTTG风电机组发电机变流器系统端电压

UWTT风电机组机端电压

VW风速

PWTref稳态运行有功功率参考值

2

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QWTref稳态运行无功功率参考值

VWTref稳态运行电压参考值

ρ空气密度

csh传动链轴系阻尼系数

cp风能转换效率系数

fWTT风电机组机端电压频率

F1变流器保护触发标志

F2风电机组保护触发标志

HWTR风力机惯性时间常数

Hgen发电机惯性时间常数

IWTTG风电机组发电机变流器系统端电流

IWTT风电机组机端电流

In风电机组额定电流

IQ风电机组无功电流

Ir发电机转子电流

ksh传动链轴系刚度系数

P风电机组机端有功功率

Pn风电机组额定功率

Paero风电机组捕获的风功率

Pgen发电机有功功率

Q风电机组机端无功功率

Qcmd风电机组无功功率指令

R风力机叶轮半径

Tcmd风电机组转矩指令

Tinit风力机初始转矩

TP变桨系统等效惯性时间常数

UG模型验证用等效电网电压

S1旁路开关

S2短路开关

电压跌落发生装置电网侧接入点短路容量

Sk

Ψ电压跌落发生装置电网侧接入点阻抗角

Z1限流阻抗

Z2短路阻抗

F1_IQ无功电流稳态区间平均偏差

F2_IQ无功电流暂态区间平均偏差

F3_IQ无功电流稳态区间平均绝对偏差

F4_IQ无功电流暂态区间平均绝对偏差

F5_IQ无功电流稳态区间最大偏差

FAIQ无功电流A时段平均绝对偏差

FBIQ无功电流B时段平均绝对偏差

FCIQ无功电流C时段平均绝对偏差

FG_IQ无功电流加权平均绝对偏差

3

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F1_P有功功率稳态区间平均偏差

F2_P有功功率暂态区间平均偏差

F3_P有功功率稳态区间平均绝对偏差

F4_P有功功率暂态区间平均绝对偏差

F5_P有功功率稳态区间最大偏差

FAP有功功率A时段平均绝对偏差

FBP有功功率B时段平均绝对偏差

FCP有功功率C时段平均绝对偏差

FG_P有功功率加权平均绝对偏差

F1_Q无功功率稳态区间平均偏差

F2_Q无功功率暂态区间平均偏差

F3_Q无功功率稳态区间平均绝对偏差

F4_Q无功功率暂态区间平均绝对偏差

F5_Q无功功率稳态区间最大偏差

FAQ无功功率A时段平均绝对偏差

FBQ无功功率B时段平均绝对偏差

FCQ无功功率C时段平均绝对偏差

FG_Q无功功率加权平均绝对偏差

FU电压稳态区间平均绝对偏差

5风电机组模型

5.1基本要求

5.1.1风电机组电气仿真模型为机电暂态模型，应能反映故障下基频正序响应特性，仿真步长宜为

1-10ms，适用于电力系统稳定分析。

5.1.2风电机组模型应包含对风电机组正常运行和故障运行下的并网性能有明显影响的部件，包括机

械部件、电气部件、控制、安全及故障保护等模块。

5.2模型接口和初始化

5.2.1模型接口

风电机组模型与电网模型的接口如图1所示，分为潮流计算和动态仿真两个环节进行说明。

潮流计算环节，风电机组模型作为PQ节点或PV节点，电网模型将潮流计算结果提供给风电机组模

型。

动态仿真环节，风电机组模型采用机端电压作为输入，输出机端电流提供给电网模型。

风电机组模型可接受来自风电场控制器的指令设定值，包括有功功率参考值、无功功率参考值或电

压参考值。

4

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图1风电机组模型和电网模型接口

5.2.2风电机组模型初始化

初始化用来提供动态仿真的稳态工作点和初始值。

风电机组模型的初始化过程应与电网模型的初始化过程协同完成。风电机组模型和电网模型初始化

示意图如图2所示。初始化过程如下：

1）风电机组模型根据无功电压控制策略的不同，可设置为PQ节点或PV节点提供给电网模型；

2）电网模型通过潮流计算进行初始化，并将潮流结果提供给风电机组模型。电网模型提供给风电

机组模型的潮流结果包括风电机组机端电压和相角、有功和无功功率；

3）当风电机组输出无功功率超出无功上下限约束时，自动转为PQ节点；

4）完成潮流计算，确定风电机组机端电压和相角、有功和无功功率；

5）风电机组模型根据潮流结果确定运行工作点；

6）风电机组进行控制模块的初始化。

图2风电机组模型和电网模型的初始化

风电机组模型初始化时，风电机组模型参数包括：

1)物理参数，如发电机转动惯量、空气动力学系数等；

2)运行模式，如电压控制模式、功率因数控制模式、无功功率控制模式；

3)控制器参数，如控制器限幅等。

风电机组模型初始条件包括风速、发电机转速或风力机转速、桨距角、风电场控制器指令（如有功

功率指令、无功功率指令）等。

5.3风电机组模型结构

5.3.1风电机组通用模型结构

风电机组可分为四类进行建模。

——1型：定速风电机组

——2型：滑差控制变速风电机组

——3型：双馈变速风电机组

——4型：全功率变频风电机组

5

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风电机组通用模型结构可参考图3，参数解释参考图1。不同类型风电机组，可根据实际风电机组

结构对模型进行调整。

图3风电机组模型结构图

5.3.21型风电机组

1型风电机组包括的主要电气、机械部件接线方式如图4所示，电气设备包括异步发电机、无功补

偿装置、并网开关、变压器等。1型风电机组配置机械投切式电容器组时，采用固定电容器组模型；配

置可动态控制的可变电容器组时，应根据实际情况建立可变电容器组仿真模型。仿真模型包含箱变模型。

1型风电机组可以分为故障期间具有变桨控制能力和不具备变桨控制能力两种型式。1型风电机组

变桨控制能力用于主动低电压穿越控制，但该技术在实际工程未广泛应用，因此从建立用于电力系统稳

定分析的风电机组仿真模型角度，本标准中采用故障穿越期间固定桨距角型式。

图中：

WTR——风力机风轮；GB——齿轮箱；

AG——异步发电机；FC——固定电容器组；

VC——可变电容器组；CB——断路器；

TR——箱变；WTT——风电机组端口。

图41型风电机组接线方式

1型风电机组模型结构如图5所示，VWTref为采用可变电容器组时的电压参考设定值。空气动力学

模型、传动链、发电机和变流器系统、保护模块以及电气设备的子模块模型可参见5.4。

6

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图51型风电机组模型结构

5.3.32型风电机组

2型风电机组包括的主要电气、机械部件接线方式如图6所示，电气设备包括异步发电机、无功补

偿装置、并网开关、变压器等。2型风电机组在转子绕组上串联了可变电阻，通过可变电阻控制转子电

流大小提高电机变速运行范围。2型风电机组配置机械投切式电容器组时，采用固定电容器组模型；配

置可动态控制的可变电容器组时，应根据实际情况建立可变电容器组仿真模型。仿真模型包含箱变模型。

图中：

WTR——风力机风轮；GB——齿轮箱；

WRAG——绕线式异步发电机；VRR——可变转子电阻；

FC——固定电容器组；VC——可变电容器组；

CB——断路器；TR——箱变；

WTT——风电机组端口。

图62型风机接线方式

2型风电机组模型结构如图7所示，VWTref为采用可变电容器组时的电压参考设定值。2型风电机组

通常配置了桨距角控制系统，因此控制系统包含了可变转子电阻控制和桨距角控制。空气动力学模型、

传动链、发电机和变流器系统、控制系统、保护模块以及电气设备的子模块模型可参见5.4。

7

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图72型风电机组模型结构

5.3.43型风电机组

3型风电机组包括的主要电气、机械部件接线方式如图8所示，电气设备包括异步发电机、变流器、

并网开关、变压器等。3型风电机组发电机定子侧直接与电网相连，转子侧通过一背靠背变流器与电网

相连，变流器系统包括机侧变流器、网侧变流器和直流电容。3型风电机组还可能包括转子侧Crowbar

保护电路以及与直流电容并联的chopper保护电路，用于实现3型风电机组低电压穿越。仿真模型包含

箱变模型。

图中：

WTR——风力机风轮；GB——齿轮箱；

WRAG——绕线式异步发电机；GSC——机侧变流器；

LSC——网侧变流器；Crowbar——Crowbar电路；

CH——chopper电路；C——直流电容；

L——电抗器；CB——断路器；

TR——箱变；WTT——风电机组端口。

图83型风机接线方式

3型风电机组模型结构如图9所示。3型风电机组模型结构中发电机变流器系统包含发电机模型和

变流器模型，控制系统包含桨距角控制、变流器控制。空气动力学模型、传动链、发电机和变流器系统、

控制系统、保护模块以及电气设备的子模块模型可参见5.4。

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图93型风电机组模型结构

5.3.54型风电机组

4型风电机组包括的主要电气、机械部件接线方式如图10所示，电气设备包括发电机、变流器、

并网开关、变压器等。4型风电机组的发电机可能采用同步发电机或异步发电机，发电机通过全功率变

流器和电网隔离，变流器系统包括机侧变流器、网侧变流器和直流电容。4型风电机组还包括与直流电

容并联的chopper保护电路，用于实现4型风电机组低电压穿越。仿真模型包含箱变模型。

图中：

WTR——风力机风轮；GB——齿轮箱；

SG/AG—同步/异步发电机；GSC——机侧变流器；

LSC——网侧变流器；C——直流电容；

CH——chopper电路；L——电抗器；

CB——断路器；TR——箱变；

WTT——风电机组端口。

图104型风机接线方式

4型风电机组模型结构如图11所示。4型风电机组一般都配置了chopper保护电路防止直流电容过

电压以保护变流器。对于具有chopper保护电路的4型风电机组，从建立用于电力系统稳定分析的风电

机组仿真模型角度，机侧变流器、发电机、传动链、空气动力学模块和桨距角控制系统可简化。模型结

构中控制系统包含网侧变流器控制。发电机和变流器系统、控制系统、保护模块以及电气设备的子模块

模型可参见5.4。

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图114型风电机组模型结构

5.4子模块模型

5.4.1空气动力学模型

风力机空气动力模块模拟风能获取，获得的风功率可由式（3）表示：

PCR2V3……..……….…….…………..…………（3）

aero2pw

c

风能转换效率系数p可根据叶片的气动特性表，由叶尖速比和叶片桨距角查表得到。空气动力学

模型可采用如图12所示的模型结构。

图12空气动力学模型

5.4.2传动链

传动链模型应能准确模拟该部分动态过程对风电机组电气性能的影响，可采用如图13所示的两质

量块模型。

图13传动链两质量块模型

10

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5.4.3发电机和变流器系统

4种类型风电机组的发电机变流器系统采用不同的仿真模型。

a)1型风电机组

1型风电机组中发电机模型可采用仿真软件中的标准异步发电机模型，从建立用于电力系统稳定分

析的仿真模型角度，发电机模型应反映转子磁链暂态特性，可忽略定子磁链暂态特性。

b)2型风电机组

2型风电机组中发电机模型如图14所示，可在标准异步发电机模型的转子绕组上增加可变电阻进

行修正。发电机模型应反映转子磁链暂态特性，可忽略定子磁链暂态特性。模型中的L、R、u、、i

分别表示电感、电阻、电压、磁链和电流，下标d和q分别代表d轴和q轴分量，下标s和r分别代表

定子和转子变量，Lm为励磁电感，为同步转速。

图142型风电机组发电机模型

c)3型风电机组

3型风电机组中发电机和变流器系统的模型如图15所示。发电机转子绕组上模拟增加Crowbar电

阻，发电机模型应反映转子磁链暂态特性，可忽略定子磁链暂态特性，机侧变流器模型可被模拟为理想

的电压源，网侧变流器模型可被模拟为理想的电流源。图中，发电机模型中的L、R、u、、i分别

表示电感、电阻、电压、磁链和电流，下标d和q分别代表d轴和q轴分量，下标s和r分别代表定子

和转子变量，Lm为励磁电感，为同步转速。

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图153型风电机组发电机和变流器系统模型

d)4型风电机组

对于具有chopper保护电路的4型风电机组，发电机和变流器系统模型可简化模拟，如图16所示，

发电机和变流器系统可模拟为理想的电流源。

图164型风电机组发电机和变流器系统模型

5.4.4控制系统

风电机组电气仿真模型控制系统应根据实际控制策略准确建模。不同类型风电机组控制系统包含的

控制模块不同。控制系统典型控制模块包括桨距角控制、有功功率控制、无功功率控制以及与低电压穿

越相关的控制模块等。

a)2型风电机组

控制系统包含桨距角控制和可变转子电阻控制。

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桨距角控制如图17所示。

对于低电压穿越期间具有快速变桨功能的风电机组，应在桨距角控制模型中增加快速变桨功能的模

拟。

图17桨距角控制模型

可变转子电阻控制如图18所示。

图18可变转子电阻控制模型

b)3型风电机组

控制系统包含桨距角控制、机侧变流器控制和网侧变流器控制。

1）桨距角控制

桨距角控制如图17所示。对于低电压穿越期间具有快速变桨功能的风电机组，应在桨距角控制模

型中增加快速变桨功能的模拟。

2）机侧变流器控制

机侧变流器控制模型如图19所示，根据控制状态判断，机侧变流器控制包括稳定运行控制模块、

故障穿越运行控制模块两部分。

图19机侧变流器控制模型

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稳态运行时，机侧变流器实现有功和无功解耦控制。通过有功功率控制实现最大功率追踪，根据机

组运行模式不同，无功功率控制可以包括恒功率因数控制和恒电压控制两种模式。机侧变流器稳态运行

控制下，有功功率控制模型如图20所示，无功功率控制模型如图21所示。

图20稳态运行下有功功率控制模型

图21稳态运行下无功功率控制模型

故障穿越运行控制状态通过检测风电机组机端电压并根据低电压穿越曲线判断。

故障穿越运行控制下，变流器电流输出切换到故障穿越运行控制模块的输出。

故障穿越运行控制模块主要包括故障穿越过程中逆变器输出的有功电流和无功电流控制。无功电流

控制模型应能实现风电机组低电压穿越期间对电网无功电流支撑能力的模拟。有功电流控制模型应能模

拟风电机组低电压穿越结束后的功率恢复特性。

故障穿越运行状态下，有功电流和无功电流应保证满足公式（4）的关系：

22'2(4)

idiqImax………………

式中，'为变流器暂态过程中允许输出的最大电流。

Imax

3）网侧变流器控制

网侧变流器典型控制模块如图22所示，有功电流分量用于控制直流电容电压恒定，无功电流分量

一般设置为0。如果无功电流分量用于控制电网侧变流器发出的无功功率，应在模型中增加该部分控制

功能的模拟。

图22网侧变流器控制模型

c)4型风电机组

对于具有chopper保护电路的4型风电机组，控制系统可以简化模拟，主要包含网侧变流器控制部

分，分别包括有功控制和无功控制模型。

4型风电机组有功控制模型分为稳定运行状态和故障穿越运行状态两部分，如图23所示。

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图234型风电机组有功控制模块

4型风电机组无功控制模型分为稳定运行状态和故障穿越运行状态两部分，典型控制模块与3型

风电机组机侧变流器的无功控制模型相同。

5.4.5保护模块

风电机组的过/欠压保护、过/欠频保护应准确建模，其它与低电压穿越过程相关的保护如超速保护

等宜在模型中体现。对于3型风电机组，保护模块应模拟Crowbar保护电路的动作特性。对于3型风电

机组和4型风电机组采用Chopper保护电路时，如果需要准确模拟直流电容电压的动态，则Chopper

保护电路的动作特性需要模拟。

5.4.6电气设备

电气设备模型是指与风电机组机端连接的电气设备，一般包括并网开关和箱式变压器，对于1型和

2型风电机组，还包括在风电机组机端配置的无功补偿设备。仿真模型中并网开关可设置瞬时动作。配

置机械投切式电容器组时可采用固定电容器组模型；配置可动态控制的可变电容器组时，应能准确反映

其动态响应特性应。变压器模型可采用仿真软件中的标准模型，应考虑以下参数的影响：

——原边线圈电阻；

——原边线圈漏抗；

——副边线圈电阻；

——副边线圈漏抗；

——线圈匝比；

——变压器联结组别；

——变压器分接头位置。

6模型验证方法与步骤

6.1验证基本原则

6.1.1模型验证的主要内容为电网电压扰动工况下的模型仿真与测试数据的对比。

6.1.2模型验证考核量包括电压、有功功率、无功功率和无功电流。

6.1.3模型验证选取风电机组箱式变压器低压侧（或高压侧）数据开展模型验证。

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6.1.4基波正序分量的验证应满足本标准要求，对于不对称故障情况下的基波负序分量的验证可参考

本标准。

6.2验证工况

依据Q/GDWXXXX《风电机组低电压穿越测试规范》中规定的测试类别，分别在以下功率范围、

故障类型和电压跌落幅值的工况下验证。

6.2.1功率范围

依照风电机组低电压穿越实际测试的功率范围，模型验证应分别在以下两种有功功率输出状态下进

行。

d)大功率输出状态，P>0.9Pn；

e)小功率输出状态，0.1Pn≤P≤0.3Pn。

6.2.2故障类型

模型验证的工况包括三相对称故障和两相不对称故障。

6.2.3电压跌落

模型验证的电压跌落工况应包括但不限于Q/GDWXXXX《风电机组低电压穿越测试规范》中规

定的三相电压跌落和两相电压跌落情况下电压跌落幅值为0.75±0.05、0.50±0.05、0.35±0.05、0.20±0.05

四种。

6.2.4其他工况

除6.2.1、6.2.2和6.2.3条中规定的验证工况外，为验证风电机组模型保护模块等仿真功能，可由

模型验证方与模型提交方协商确定其他验证工况。

6.3仿真与测试数据要求

6.3.1测试数据

模型验证应采用该型风电机组按照Q/GDWXXXX《风电机组低电压穿越测试规范》进行低电压穿越

测试时的测试数据。风电机组低电压穿越测试与模型验证的结构图如图24所示。

图24风电机组低电压穿越测试与验证示意图

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用于模型验证的测试数据应包括测量点1的电压和电流、测试期间风速。测量点2和测量点3的电压

和电流以及发电机转速、风力机转速、桨距角等测试数据可根据模型验证的需求选取。

6.3.2仿真数据

用于仿真建模的数据包括：

a)电网模型数据，包括但不限于：等效电网电压UG、电压跌落发生装置电网侧接入点短路容量

Sk及阻抗角Ψ或阻抗比X/R；

b)电压跌落设备参数，包括：限流阻抗Z1的电阻和电抗值、短路阻抗Z2的电阻和电抗值，以及

开关S1和S2的动作时序。

6.3.3测试信息

模型验证中需要的低电压穿越测试信息按照附录A的格式提供。

6.4模型验证步骤

6.4.1模型仿真

模型验证前校核并调整电网参数，包括电压、等效阻抗、短路容量。

依据风电机组实际测试情况，设置模型为6.2节规定的验证工况，进行模型仿真，得到风电机组变

压器低压侧（或高压侧）电压、电流和功率仿真结果。

6.4.2数据处理

计算测试与仿真数据的线电压、电流、无功电流、有功功率和无功功率的基波正序分量。为保证测

试数据与仿真数据对比的有效性，所有数据应采用相同的量纲，时标，分辨率格式。测试与仿真数据的

时间序列应同步。故障过程分段以测试数据为依据进行。

6.4.3故障过程分区

以实际测试数据为依据，对故障过程进行分区，分区方法见附录B，即：

a)根据测试电压数据，将测试与仿真的数据序列分为A（故障前）、B（故障期间）、C（故障

后）三个时段；

b)根据有功功率和无功电流的响应特性，将B、C时段分为暂态区间和稳态区间，其中B时段分

为B1（暂态）和B2（稳态）区间，C时段分为C1（暂态）、C2（稳态）区间。

6.4.4偏差计算

通过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。测试与仿真偏差计算的电气量是：

a)电压U；

b)有功功率P；

c)无功功率Q；

d)无功电流IQ。

用XS和XM分别表示以上电气量的仿真数据和测试数据基波正序分量的标幺值。KStart和KEnd分别

表示计算偏差时第一个和最后一个仿真、测试数据的序号。

计算有功功率、无功功率和无功电流仿真数据与测试数据的偏差，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。其中，各时段暂态区间分别计算平均偏差和平均绝对偏差，稳态区间

分别计算平均偏差、平均绝对偏差和最大偏差。计算电压仿真数据与测试数据的稳态区间平均绝对偏差。

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偏差计算方法如下：

a)稳态区间的平均偏差

在稳态区间内，计算测试数据与仿真数据基波正序分量差值的算术平均，并取其绝对值，用F1表

示。

KEnd

(XM(i)XS(i))

iKStart（）

F1………….…………..…………5

KEndKStart1

b)暂态区间的平均偏差

在暂态区间内，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F2表

示。

KEnd

(XM(i)XS(i))

iKStart（）

F2……………….………………..6

KEndKStart1

c)稳态区间的平均绝对偏差

在稳态区间内，计算测试数据与仿真数据基波正序分量差值的绝对值的算术平均，用F3表示。

KEnd

(XM(i)XS(i))

iKStart（）

F3……….……….7

KEndKStart1

d)暂态区间的平均绝对偏差

在暂态区间内，计算测试数据与仿真数据基波正序分量差值的绝对值的算术平均，用F4表示。

KEnd

(XM(i)XS(i))

iKStart（）

F4…………….…8

KEndKStart1

e)稳态区间的最大偏差

在稳态区间内，计算测试数据与仿真数据基波正序分量差值的绝对值的最大值，用F5表示。

FmaxX(i)X(i)………….………………（9）

5i=KStart...KEndMS

f)加权平均绝对偏差

分别计算有功功率、无功功率、无功电流在A、B、C时段的平均绝对偏差，以FAP、FBP、FCP、

FAQ、FBQ、FCQ、FAIQ、FBIQ、FCIQ表示。

以B时段有功功率的平均绝对偏差FBP为例，KStart和KEnd分别表示B时段数据序列第一个和最后

一个数据的序号。计算如下：

KEnd

(PM(i)PS(i))

iKStart（）

FBP……10

KEndKStart1

将各时段的平均绝对偏差进行加权平均，得到整个过程的加权平均绝对偏差。三个区间的权值分别

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NB/TXXXXX—XXXX

是：

a)A（故障前）：10%

b)B（故障期间）：60%

c)C（故障后）：30%

以有功功率为例计算加权平均绝对偏差如下：

FG_P0.1FAP0.6FBP0.3FCP……………（11）

每个验证工况按照附录C表C.1的格式记录验证结果。全部工况验证完成后，按照附录C表C.2的格式

记录验证结果，表中电压跌落幅值根据实际开展模型验证工况选择的电压跌落幅值填写。

6.5验证结果评价

偏差计算结果应满足以下条件：

a)所有工况的稳态区间电压平均绝对偏差不超过0.05。

b)所有工况稳态和暂态区间的有功功率、无功功率和无功电流平均偏差、平均绝对偏差，稳态区

间的最大偏差以及加权平均绝对偏差应不大于表1中的偏差最大允许值。

表1偏差最大允许值

电气参数F1maxF2maxF3maxF4maxF5maxFGmax

有功功率，

0.070.200.100.250.150.15

ΔP/Pn

无功功率，

0.050.200.070.250.100.15

ΔQ/Pn

无功电流，

0.070.200.100.300.150.15

ΔI/In

其中，

F1max——稳态区间平均偏差最大允许值；

F2max——暂态区间平均偏差最大允许值；

F3max——稳态区间平均绝对偏差最大允许值；

F4max——暂态区间平均绝对偏差最大允许值；

F5max——稳态区间最大偏差最大允许值；

FGmax——加权平均绝对偏差最大允许值。

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NB/TXXXXX—XXXX

AA

附录A

（资料性附录）

风电机组模型验证用测试数据格式

1.风电机组详细信息

风电机组制造商

风电机组型号

额定功率Pn（kW）

额定电压Un（V）

风电机组测试地点

其它设备（测试

附加设备）型号

2.测量点3电网信息

额定电压Un（V）

短路容量Sk（MVA）

阻抗角/阻抗比Ψ（°）/

X/R

3.测试信息

测试序号12345678910111213141516

测试文件号

故障类型

（对称/不对称）

跌落持续时间t(ms)

电压跌落幅值U/Un

Z1阻抗RL（Ω）

（限流阻抗）XL（Ω）

Z2阻抗RK（Ω）

(短路阻抗)XK（Ω）

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NB/TXXXXX—XXXX

BB

附录B

（规范性附录）

故障过程分区方法

B.1总则

在进行偏差计算前，根据测试数据对故障前后及故障期间进行分区，以实现对各区段分别计算仿真

数据与测试数据的偏差。

B.2A、B、C时段判定

以测试电压数据为依据，将测试与仿真的数据序列分为三个时段：

a)A——故障前；

b)B——故障期间；

c)C——故障后。

各时段针对有功功率、无功功率和无功电流测试数据在电压跌落过程中的特性，分为暂态和稳态区

间，如图B.1所示。

图B.1验证过程分区

判定A、B、C时段的开始和结束时刻方法如下：

a)电压跌落前1s为A时段开始；

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NB/TXXXXX—XXXX

b)电压跌落至0.9Un时刻的前20ms为A时段结束，B时段开始；

c)故障清除开始时刻的前20ms为B时段结束，C时段开始；

d)故障清除后，风电机组有功功率开始稳定输出后的1s为C时段结束。

B.3暂态和稳态区间判定

B.3.1A时段

A时段均为稳态区间，如图B.1中的A1区间。

B.3.2B时段

B时段分为暂态区间和稳态区间。电压瞬时跌落阶段为暂态区间，跌落后的稳定运行阶段为稳态区

间。

图B.1中B1为暂态区间，B2为稳态区间。按照有功功率和无功电流的特性，B1和B2区间分别

判定。B1_a表示有功功率的暂态区间，B2_a表示有功功率的稳态区间。B1_r表示无功功率和无功电流

的暂态区间，B2_r表示无功功率和无功电流的稳态区间。

B.3.3C时段

C时段分为暂态区间和稳态区间。电压瞬时恢复阶段为暂态区间，恢复后的稳定运行阶段为稳态区

间。

图B.1中C1为暂态区间，C2为稳态区间。按照有功功率和无功电流的特性，C1和C2区间分别

判定。同B时段，有功功率、无功功率和无功电流各区间分别为C1_a，C2_a，C1_r，C2_r。

B.3.4B、C时段暂态和稳态区间判定方法

B、C时段根据有功功率和无功电流的响应特性，分为暂态区间和稳态区间。暂态区间为电压瞬时

大幅波动引起的电流、有功功率和无功功率的波动区间。稳态区间为正常运行和电压波动后稳定运行的

区间。暂态开始时刻即为上一稳态结束时刻，暂态结束时刻即为下一稳态开始时刻。对电压恢复引起的

暂态区间，功率和电流的波动进入该时段平均值的±10%范围内的后20ms为暂态过程的结束。

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NB/TXXXXX—XXXX

附录C

（资料性附录）

模型验证结果

表C.1模型验证工作表

时

区间区间平均偏差区间平均绝对偏差时段平均绝对偏差权值加权平均绝对偏差稳态区间最大偏差

段

FAIQ/FAP/FAQ/

区间F1_IQ/F1_P/F1_Q/F3_IQ/F3_P/F3_Q/

描述FUFBIQ/FBP/FBQ/FG_IQFG_PFG_QF5_IQF5_PF5_Q

名F2_IQF2_PF2_QF4_IQF4_PF4_Q

FCIQFCPFCQ

AA1稳态0.1

B1暂态

B0.6

B2稳态

C1暂态

C2稳态

C0.3

C3暂态

C4稳态

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