備案號(hào)：49580-2015國(guó)家能源局發(fā)布 1 13術(shù)語(yǔ)和定義 1 2 3 3 3 4 76模型驗(yàn)證 附錄A(資料性附錄)風(fēng)電機(jī)組模型驗(yàn)證用測(cè)試數(shù)據(jù)格式 附錄B(規(guī)范性附錄)故障過(guò)程分區(qū)方法 附錄C(資料性附錄)模型驗(yàn)證結(jié)果 參考文獻(xiàn) 21ⅡNB/T31066—201524符號(hào)、代號(hào)和縮略語(yǔ)F?F?PgenWtur風(fēng)力機(jī)角速度β葉片槳距角IWref旁路開(kāi)關(guān)短路開(kāi)關(guān)V限流阻抗3FciQFcpFo_Fu無(wú)功電流穩(wěn)態(tài)區(qū)間平均絕對(duì)偏差無(wú)功電流暫態(tài)區(qū)間平均絕對(duì)偏差無(wú)功電流穩(wěn)態(tài)區(qū)間最大偏差無(wú)功電流A時(shí)段平均絕對(duì)偏差無(wú)功電流加權(quán)平均絕對(duì)偏差有功功率暫態(tài)區(qū)間平均偏差有功功率穩(wěn)態(tài)區(qū)間最大偏差有功功率A時(shí)段平均絕對(duì)偏差有功功率加權(quán)平均絕對(duì)偏差無(wú)功功率暫態(tài)區(qū)間平均偏差無(wú)功功率穩(wěn)態(tài)區(qū)間最大偏差無(wú)功功率B時(shí)段平均絕對(duì)偏差電壓穩(wěn)態(tài)區(qū)間平均絕對(duì)偏差5風(fēng)電機(jī)組模型設(shè)定值。4風(fēng)電機(jī)組模型發(fā)電機(jī)和設(shè)定值5NB/T31066—2015WTR——風(fēng)力機(jī)風(fēng)輪；AG——異步發(fā)電機(jī)；VC—可變電容器組；TR——箱式變壓器；FC——固定電容器組；WTT——風(fēng)電機(jī)組端口。PgenⅡ型風(fēng)電機(jī)組包括的主要電氣、機(jī)械部件接線方式如圖5所示。WTR——風(fēng)力機(jī)風(fēng)輪；WRAG——繞線式異步發(fā)電機(jī)；FC——固定電容器組；QF——斷路器；WTT——風(fēng)電機(jī)組端口。GB——齒輪箱；TR——箱式變壓器；6Ⅱ型風(fēng)電機(jī)組模型結(jié)構(gòu)如圖6所示，Uwrer為采用可變電容器組時(shí)的電壓參考設(shè)定值。Ⅱ型風(fēng)電機(jī)組模型中控制系統(tǒng)包含可變轉(zhuǎn)子電阻控制和槳距角控制?？諝鈩?dòng)力學(xué)模型、傳動(dòng)鏈、發(fā)電機(jī)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、保護(hù)模塊以及電氣設(shè)備的子模塊模型參見(jiàn)5.4。保護(hù)模塊保護(hù)模塊UwIr空氣動(dòng)力學(xué)模型Pgenβ控制系統(tǒng)電氣設(shè)備傳動(dòng)鏈圖6Ⅱ型風(fēng)電機(jī)組模型結(jié)構(gòu)5.3.4Ⅲ型風(fēng)電機(jī)組Ⅲ型風(fēng)電機(jī)組包括的主要電氣、機(jī)械部件接線方式如圖7所示。TR——箱式變壓器；圖7Ⅲ型風(fēng)電機(jī)組接線方式Ⅲ型風(fēng)電機(jī)組模型結(jié)構(gòu)如圖8所示。Ⅲ型風(fēng)電機(jī)組模型中控制系統(tǒng)包含槳距角控制和變流器控制?？諝鈩?dòng)力學(xué)模型、傳動(dòng)鏈、發(fā)電機(jī)和變流器系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、保護(hù)模塊以及電氣設(shè)備的子模塊模型參見(jiàn)5.4。7保護(hù)模塊保護(hù)模塊fwIr空氣動(dòng)力學(xué)β電氣設(shè)備發(fā)電機(jī)變流器系統(tǒng)控制系統(tǒng)傳動(dòng)鏈WurF?圖8Ⅲ型風(fēng)電機(jī)組模型結(jié)構(gòu)IV型風(fēng)電機(jī)組包括的主要電氣、機(jī)械部件接線方式如圖9所示。LTR——箱式變壓器；IV型風(fēng)電機(jī)組一般都配置了Chopper保護(hù)電路，用于防止直流電容過(guò)電壓。對(duì)于具有Chopper保護(hù)電路的IV型風(fēng)電機(jī)組模型，機(jī)側(cè)變流器、發(fā)電機(jī)、傳動(dòng)鏈、空氣動(dòng)力學(xué)模塊和槳距角控制系統(tǒng)模型IV型風(fēng)電機(jī)組模型結(jié)構(gòu)如圖10所示。IV型風(fēng)電機(jī)組模型中控制系統(tǒng)包含網(wǎng)側(cè)變流器控制。發(fā)電機(jī)5.4子模塊模型空氣動(dòng)力學(xué)模型用于模擬風(fēng)能獲取，獲得的風(fēng)功率可由式(1)表示：8UwIrJwII8UwrUwrrF?R——風(fēng)力機(jī)葉輪半徑，m;傳動(dòng)鏈模型應(yīng)能準(zhǔn)確模擬該部分動(dòng)態(tài)過(guò)程對(duì)風(fēng)電機(jī)組電氣性能的影響，可采用如式(2)所示的兩質(zhì)I型、Ⅱ型、Ⅲ型風(fēng)電機(jī)組的發(fā)電機(jī)模型應(yīng)特性，在同步速旋轉(zhuǎn)dg坐標(biāo)系下電機(jī)模型如式(3)所示。對(duì)于具有Chopper保護(hù)電路的IV型風(fēng)電9NB/T31066—2015發(fā)電機(jī)系統(tǒng)采用式(3)所示的電機(jī)模型，式中u=0,u=0,△RgdiMF?d01dgisg十0圖11Ⅲ型風(fēng)電機(jī)組發(fā)電機(jī)和變流器系統(tǒng)模型IV型風(fēng)電機(jī)組發(fā)電機(jī)和變流器系統(tǒng)模型如圖12所示，被模擬為可控的電流源。NB/T31066—2015NB/T31066—2015圖12IV型風(fēng)電機(jī)組發(fā)電機(jī)和變流器系統(tǒng)模型控制系統(tǒng)包含槳距角控制和可變轉(zhuǎn)子電阻控制。槳距角控制模型如圖15所示，可變轉(zhuǎn)子電阻控制模型如圖16所示。a)槳距角控制。槳距角控制模型如圖15所示。b)機(jī)側(cè)變流器控制。Ⅲ型風(fēng)電機(jī)組機(jī)側(cè)變流器控制模型如圖13所示，包括故障穿越狀態(tài)判斷、穩(wěn)態(tài)運(yùn)行控制、故障穿LF是故障穿越狀態(tài)判斷標(biāo)志。LF通過(guò)檢測(cè)風(fēng)電機(jī)組機(jī)端電壓并根據(jù)低電壓穿越曲線判斷，當(dāng)風(fēng)電機(jī)組機(jī)端電壓滿足低電壓穿越曲線允許運(yùn)行范圍時(shí)，LF置0,機(jī)側(cè)變流器電流指令為穩(wěn)態(tài)運(yùn)行控制模塊的輸出；否則，LF置1,機(jī)側(cè)變流器電流指令為故障穿越運(yùn)行控制模塊的輸出。有功功率控制模型如圖18所示，無(wú)功功率控制模型如圖19所示。足式(4):1UUwIrd00圖13Ⅲ型風(fēng)電機(jī)組機(jī)側(cè)變流器控制模型穩(wěn)態(tài)運(yùn)行穩(wěn)態(tài)運(yùn)行控制模塊1故障穿越運(yùn)行控制模塊Ugcmd00@ref1PwTrefKpiTS滑差-功率表NB/T31066—2015最優(yōu)轉(zhuǎn)速控制模型如圖17所示。f1+sT圖17最優(yōu)轉(zhuǎn)速控制模型有功功率控制模型如圖18所示。圖18有功功率控制模型無(wú)功功率控制模型如圖19所示。根據(jù)機(jī)組運(yùn)行模式不同，無(wú)功功率控制可以包括恒功率因數(shù)控制和恒電壓控制兩種模式，圖中MF為無(wú)功控制模式判斷標(biāo)志，MF置0時(shí)為恒電壓控制模式，MF置1時(shí)為恒功率因數(shù)控制模式。Q×1+sT十11+sT1直流電容電壓控制模型如圖20所示。6模型驗(yàn)證6.1驗(yàn)證基本要求6.1.2模型驗(yàn)證考核量應(yīng)包括有功功率、無(wú)功功率6.2.1功率范圍驗(yàn)證示意圖如圖21所示。Z用于模型驗(yàn)證的測(cè)試數(shù)據(jù)應(yīng)包括測(cè)量點(diǎn)1的電壓和電流以及測(cè)試期的間風(fēng)速。測(cè)量點(diǎn)2和測(cè)量點(diǎn)3NB/T31066—2015NB/T31066—20f)加權(quán)平均絕對(duì)偏差。分別計(jì)算有功功率、無(wú)功功率、無(wú)功電流在A、B、C時(shí)段的平均絕對(duì)偏的權(quán)值取10%,B時(shí)段(故障期間)的權(quán)值取60%,C時(shí)段(故障后)的權(quán)值取30%。以有功功率為例每個(gè)驗(yàn)證工況的驗(yàn)證結(jié)果參見(jiàn)表C.1的格式記錄。全部工況驗(yàn)證完成后，其驗(yàn)證結(jié)果參見(jiàn)表C.2~表C.4的格式記錄，表中電壓跌落幅值根據(jù)實(shí)際開(kāi)展的模型驗(yàn)證工況選擇的電壓跌落幅值填寫(xiě)。(資料性附錄)1.風(fēng)電機(jī)組詳細(xì)信息風(fēng)電機(jī)組制造商風(fēng)電機(jī)組測(cè)試地點(diǎn)阻抗角/阻抗比3.測(cè)試信息123456789故障類(lèi)型(對(duì)稱/不對(duì)稱)跌落持續(xù)時(shí)間電壓跌落幅值(限流阻抗)(短路阻抗)故障過(guò)程分區(qū)方法0表C.1模型驗(yàn)證工作表時(shí)段區(qū)間區(qū)間平均偏差區(qū)間平均絕對(duì)偏差時(shí)段平均絕對(duì)偏差權(quán)值穩(wěn)態(tài)區(qū)間區(qū)間名AB暫態(tài)C暫態(tài)暫態(tài)