ICS27.160 F12 中华人民共和国国家标准 GB/T32892—2016 光伏发电系统模型及参数测试规程 Modelandparametertestregulationforphotovoltaicpowersystem 2016-08-29发布 2017-03-01实施 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中国国家标准化管理委员会发布目 次 前言 Ⅲ ………………………………………………………………………………………………………… 1 范围 1 ……………………………………………………………………………………………………… 2 规范性引用文件 1 ………………………………………………………………………………………… 3 术语和定义 1 ……………………………………………………………………………………………… 4 总则 2 ……………………………………………………………………………………………………… 5 测试条件与资料准备 2 …………………………………………………………………………………… 6 模型参数测试 3 …………………………………………………………………………………………… 7 模型验证试验与仿真 6 …………………………………………………………………………………… 8 模型验证结果评价 8 ……………………………………………………………………………………… 9 模型验证及参数测试报告 9 ……………………………………………………………………………… 附录A(资料性附录) 光伏发电系统模型参数测试用数据格式 11 ……………………………………… 附录B(规范性附录) 电网扰动过程区段划分方法 12 …………………………………………………… 附录C(规范性附录) 有功、无功控制过程区段划分方法 14 …………………………………………… 附录D(资料性附录) 模型验证结果 16 …………………………………………………………………… ⅠGB/T32892—2016 前 言 本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。 本标准由中国电力企业联合会提出并归口。 本标准起草单位:中国电力科学研究院。 本标准主要起草人:吴福保、朱凌志、曲立楠、葛路明、陈宁、施涛、赵亮、姜达军、迟永宁、马珂、李琰、 张磊、王湘艳、赵大伟、罗芳。 ⅢGB/T32892—2016 光伏发电系统模型及参数测试规程 1 范围 本标准规定了光伏发电系统机电暂态模型验证及参数测试的技术要求。 本标准适用于通过10(6)kV及以上电压等级与公共电网连接的光伏发电系统。 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/T1207 电磁式电压互感器 GB/T1208 电流互感器 GB/T32826 光伏发电系统建模导则 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 光伏发电系统 photovoltaic(PV)powersystem 利用光伏电池的光生伏特效应,将太阳辐射能直接转换成电能的发电系统,一般包含变压器、逆变 器和光伏方阵,以及相关辅助设施等。 3.2 并网点 pointofinterconnection 对于有升压站的光伏发电站,指升压站高压侧母线或节点,对于无升压站的光伏发电站,指光伏发 电站的输出汇总点。 3.3 光伏发电单元 photovoltaic(PV)powerunit 光伏发电系统中,一定数量的光伏组件以串并联的方式连接,通过直流汇流箱和直流配电柜多级汇 集,经光伏逆变器逆变与隔离升压变压器升压成符合电网频率和电压要求的电源。 3.4 故障穿越 faultridethrough 当电力系统事故或扰动引起光伏发电系统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,光伏发电站能够保证不脱网连续运行。 3.5 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。 注:基波正序分量的复数表达式定义:X1=1 3(XL1+αXL2+α2XL3),其中,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。 1GB/T32892—2016 3.6 平均偏差 meandeviation 模型验证中,仿真数据与对应试验数据之差算术平均值的绝对值。 3.7 最大偏差 maximumdeviation 模型验证中,仿真数据与对应试验数据之差绝对值的最大值。 4 总则 4.1 对于不具有模型及参数的光伏发电系统,应首先进行模型参数测试,确定光伏发电系统的模型结 构及参数取值。 4.2 对于已具有模型及参数的光伏发电系统,应开展模型验证,校核光伏发电系统机电暂态模型的准 确性。 4.3 光伏发电系统包含多种不同型号逆变器时,应对各种型号逆变器所组成的光伏发电单元分别进行 参数测试及模型验证。 4.4 光伏发电系统宜具备供第三方进行参数测试及模型验证的设备接口。 5 测试条件与资料准备 5.1 光伏发电系统模型参数测试和验证的环境温度应在-20℃~50℃之间,相对环境湿度应不超 过90%。 5.2 光伏发电系统按照有关规定完成安装和并网调试,并提供调试报告。 5.3 测量设备包括电压互感器、电流互感器和数据采集装置等。测量设备准确度应至少满足表1的要 求,电压互感器应满足GB1207的要求,电流互感器应满足GB1208的要求,数据采集装置带宽不应小 于100kHz。 表1 测量设备准确度要求 设备类型 准确度要求 电压互感器 0.5级 电流互感器 0.5级 数据采集装置 0.5级 5.4 测试前,应收集以下资料: a) 光伏发电系统一次、二次系统设计报告及图纸; b) 光伏组件、逆变器产品型式试验报告; c) 光伏组件数据:标准测试环境(辐照度1000W/m2,环境温度25℃)下的光伏组件I-V特性曲 线及其电气性能参数:开路电压、短路电流、最大功率、最大功率点电压、最大功率点电流等,参 考附录A; d) 逆变器数据:满载MPPT直流电压范围、最佳MPPT工作点直流电压、直流母线电容、最大直 流侧允许电压阶跃量、额定输出功率、网侧额定电压、网侧电压允许范围、功率因数范围、保护 参数、桥臂输出滤波等效感抗、逆变器的机电暂态模型及参数。 2GB/T32892—2016 6 模型参数测试 6.1 一般原则 6.1.1 光伏发电系统模型参数测试包括光伏方阵和逆变器的模型参数测试。 6.1.2 光伏方阵的模型参数测试应在现场开展。 6.1.3 逆变器的模型参数测试应在现场或实验室开展。 6.2 光伏方阵模型参数测试 6.2.1 模型结构 待测试的光伏方阵模型及参数参照GB/T32826的光伏方阵工程应用模型。 6.2.2 测试系统 光伏方阵模型参数测试系统如图1所示,光伏方阵通过逆变器连接至电网。 图1 光伏方阵模型参数测试示意图 6.2.3 测试步骤 光伏方阵模型参数测试步骤如下: a) 测试过程中,太阳辐照度大于700W/m2,并记录整个试验过程的太阳辐照度; b) 断开开关K,监测测量点1的电压; c) 闭合开关K,设定逆变器运行在最大功率跟踪状态,监测测量点1的电压、电流; d) 调节逆变器运行在给定有功功率指令工作模式,有功功率控制指令Pord=0.2p.u.,至逆变器 跟踪有功控制指令稳定后,监测测量点1的电压、电流; e) 重复步骤b)~d),Pord以0.1p.u.增加至最大功率点功率。 6.2.4 参数拟合 利用6.2.3的试验数据,选择合适的拟合方法,对光伏方阵模型的I-V特性进行拟合。 6.3 逆变器模型参数测试 6.3.1 测试内容 逆变器模型参数测试包括测试试验和参数辨识两个部分。 6.3.2 模型结构 待测试的逆变器模型结构应满足GB/T32826要求,具体结构可选取Ⅰ型、Ⅱ型或Ⅲ型逆变器机电 3GB/T32892—2016 暂态模型,或由逆变器厂家提供。 6.3.3 测试系统 6.3.3.1 逆变器模型参数测试系统如图2所示,逆变器直流侧输入应采用光伏方阵或可控直流电源,逆 变器交流侧应与电网扰动装置连接。 图2 逆变器模型参数测试示意图 6.3.3.2 可控直流电源应满足下列要求: a) 可控直流电源应能模拟光伏方阵I-V特性,且可调整I-V特性曲线参数; b) 可控直流电源模拟光伏方阵I-V特性曲线,切换时间应小于20ms。 6.3.3.3 电网扰动发生装置应满足下列要求: a) 电网扰动发生装置三相短路容量应为被测逆变器额定功率3倍以上; b) 电网扰动发生装置应能模拟三相对称电压跌落和两相不对称电压跌落; c) 电网扰动发生装置电压跌落时间与恢复时间均应小于20ms。 6.3.4 测试步骤 6.3.4.1 测试试验应包括交流侧小扰动试验、有功控制试验、无功控制试验以及交流侧大扰动试验;当 逆变器直流输入采用可控直流电源时,还应进行直流侧扰动试验。 6.3.4.2 交流侧小扰动试验: a) 保持逆变器正常运行,且输出有功功率P≥0.7Pn(Pn为逆变器额定功率),无功功率QC≤ 0.1Qmax且QL≤0.1Qmax(Qmax为逆变器最大输出无功功率); b)打开开关K,设置逆变器正常运行交流侧电压为0.98p.u.~1.02p.u.,调节逆变器侧电压跌落 至0.90p.u.~0.93p.u.,