NB／T 10651-2021  风电场阻抗特性评估技术规范

拓扑结构及参数需与现场一致； b): 搭建静止无功发生器控制代码封装数字仿真模型，模型应包括静止无功发生器正常运行和故障 运行中对并网性能有明显影响的部件，包括电气部件、控制、安全及故障保护等模块。 6.3静止无功发生器阻抗模型校核应按下列要求进行： a）基本要求： 1）模型验证考核量应包括2.5Hz～1000Hz范围内的正序阻抗和负序阻抗； 2）静止无功发生器如有升压变压器，宜采用变压器低压侧数据开展模型验证。 b）验证步骤： 1）基于静止无功发生器控制硬件在环仿真，进行静止无功发生器阻抗扫描，扫描方法见附录 A，工况包括满发感性无功功率、零出力、满发容性无功功率； 2） 基于静止无功发生器数字仿真模型，进行静止无功发生器阻抗扫描，扫描方法见附录A， 工况包括满发感性无功功率、零出力、满发容性无功功率； 3)[ 以控制硬件在环阻抗扫描结果为依据，对静止无功发生器数字模型阻抗特性准确性进行校 核，幅值的极限偏差为土10dB，相位的极限偏差为土10°

风电场阻抗的评估点应设置为风电场并网点

应按表2设置风电场运行工况饲养标准，并记录每个运行工况下的风电场的阻抗特性。

6.3.1频域阻抗扫描与分析

应按下列步骤进行频域阻抗扫描与分析： a）按照第5章建立与实际风电场电气结构和参数相同的详细仿真模型，扫描风电场的阻抗特性， 扫描方法见附录A，如公式（1）所示，

Yur(,) Ywr12 (,) Ywr(f,) Ywr,2 (f,) Ywr,22(f,)

其中，Ywr（f，）为频率f,下风电场的阻抗特性矩阵，为2×2维矩阵，包括Yar.（J，）、Ywr.2（f）、Ywr,21（J， Yw,22（f）4个元素，f,的频率间隔取值见A.3。 b）扫描电网的阻抗特性，扫描方法见附录B，如公式（2）和公式（3）所示

[Y.() Yu2(,) (f,)= [Yg.2 (,) Yg.22(f,) z(f)=)

其中，Y（f,）为频率f,下电网的阻抗特性矩阵，为2×2矩阵，包括Ya.n(f）、Ya.12(f）、Ygz2（f,） Yg.2（f）4个元素，J,的频率间隔取值见B.3。 c）利用公式（4)，计算考虑与电网交互作用的风电场阻抗特性。

d）风电场阻抗Zwr(J,)与电网阻抗Z（F,）需要满足奈奎斯特稳定判据，并留有安全裕度Rm 图3所示。不同频段的裕度要求见表3

表3风电场不同频段安全裕度要求

6.3.2时域电磁暂态仿真评估

时域电磁暂态仿真评估应按照下列要求进行： a）按照第5章建立与实际风电场电气结构和参数相同的详细电磁暂态仿真模型，以及被评估风电 场外部电网等值电磁暂态仿真模型； b）按照6.2仿真工况，分别基于电磁暂态仿真验证风电场接入电网是否发生振荡。

风电场采用频域阻抗扫描与时域仿真相结合的阻抗特性评估方法，若同时满足以下两种情 电场阻抗特性满足要求： a）风电场阻抗特性满足6.3.1的要求； b）按照6.3.2进行时域仿真，系统未发生振荡。

6.5阻抗特性评估报告

风电场阻抗特性评估报告应包括的内容： 风电场基本情况描述（见附录C)； 评估分析条件，介绍风电机组及风电场评估工况、临近新能源场站及外部电网情况； 风电场阻抗特性扫描及分析，包括各工况下风电机组/风电场阻抗特性、电网阻抗特性、风电场 阻抗与电网阻抗奈奎斯特图： 电磁暂态仿真评估，包括各仿真工况下代表性风电机组机端电压、有功功率和无功功率波形， 风电场并网点电压、有功功率和无功功率波形； 各工况下风电场阻抗特性分析及仿真情况汇总表； 被评估风电场是否存在次/超同步振荡风险。

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风电机组/静止无功发生器/风电场阻抗扫描方法

扫描时应满足以下条件： a）电压源设置为理想电压源。 6） 当被测对象为风电机组时，扫描点为升压变压器低压侧；当被测对象为静止无功发生器时，扫 描点为装置输出端口：当被测对象为风电场时，扫描点为并网点。

电流，规定电流正方向为从电网流向风电机组 将被测对象阻抗用2×2的导纳矩阵形式表达如下

利用电压扰动注入法扫描阻抗的原理图见图A.1，扰动电压信号分为正序信号和负序信号，扰动电 压幅值为额定电压幅值的1%~5%。

采样频率不低于5kHz，阻抗频率间隔为 a）2.5Hz～10Hz，步长为0.1Hz; b）10Hz～100Hz，步长为1Hz； c）100Hz～1000Hz，步长为10Hz

图A.1电压扰动注入法扫描阻抗原理图

通过仿真扫描获取公式（A.1）导纳矩阵的方法及步骤如下： a 在被测对象端口串联注入频率为，的正序电压扰动。 利用快速傅里叶变换（FFT）算法提取正序电压扰动分量Au,（f）。 c） 提取正序电流响应分量Ai（f），利用公式（A.2）计算导纳矩阵元素Y,（f）

()=() Au, (f) (A.2

()() Au,()

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其中，“*”表示复数共轭。

阻抗扫描应满足下列条件： a）电流源设置为理想电流源； b）被测对象（电网）阻抗扫描点为被评估风电场并网点

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附录B （资料性） 电网阻抗扫描方法

需采集扫描点电压、电流能源标准，规定电流正方向为从理想电流源流向电网。 将被测对象阻抗用2X2的导纳矩阵形式表达如下：

利用电流扰动注入法扫描阻抗的原理图见图B.1，扰动电流信号分为正序信号和负序信号， 福值为风电场额定电流幅值的1%~5%。

数据采集采样频率不小于为5kHz，阻抗频率间隔如下： a）2.5Hz～10Hz，步长为0.1Hz； 10Hz~100Hz，步长为1Hz； 100Hz~1000Hz，步长为10Hz

图B.1电流扰动注入法扫描阻抗原理图

通过仿真扫描获取公式（B.1）导纳矩阵的方法及步骤如下： a）在被测对象端口并联注入频率为f，的正序电流扰动。 b）利用FFT算法提取正序电压扰动分量△Au（f）。 c）提取正序电流响应分量Ai。（f.），利用公式（B.2）计算导纳矩阵元素Y.（f)：

其中，“*”表示共轭复数

灰铸铁标准i）按照B.3规定的频率间隔对f。=2.5、2.6、、1000重复步骤g）～步骤i)。

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图C.1风电场电气主接线图