GB/T 40608-2021 电网设备模型参数和运行方式数据技术要求

　　ICS 29 . 020 CCS F 2 1

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 40608—2021

　　电网设备模型参数和运行方式数据

　　技术要求

　　Technicalrequirementsforequipmentparametersand

　　operatingdataofpowergrid

　　2021-10-1 1 发布 2022-05-01 实施

　　国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会

　　发

　　布

　　GB/T 40608—202 1

　　GB/T 40608—202 1

　　前 言

　　本文件按照 GB/T 1 . 1—2020《标准化工作导则 第 1 部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。

　　请注意本文件的某些内容可能涉及专利。 本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

　　本文件由中国电力企业联合会提出。

　　本文件由全国电网运行与控制标准化技术委员会(SAC/TC 446)归口 。

　　本文件起草单位：国家电网有限公司国家电力调度控制中心、中国电力科学研究院有限公司、中国南方电网电力调度控制中心、国家电网公司华中分部、国家电网公司华北分部、国家电网公司西南分部、国网天津市电力公司、国网重庆市电力公司。

　　本文件主要起草人：肖静、贺静波、陶向红、王虹富、赵化时、姜文立、常松、陈向宜、赵伟、冯丽、任冲、郭凌旭、潘晓杰、李轶群、姚海成、陈国平、冷喜武、金一丁、张怡、何飞、王晶、周才期、党杰、王茂海、罗亚洲、王康平、卫琳、谢国平、刘狮、张星、王峰、丁平、王毅、李照庭、朱艳卿、李志强、李文锋、陶向宇、李跃婷、刘琳、王官宏、霍承祥、吴剑超、彭红英、王祥旭、朱艺颖、王薇薇、刘涛、宋新立、苏志达、濮钧、吴国旸、艾东平、刘敏、林少伯。

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　　电网设备模型参数和运行方式数据

　　技术要求

　　1 范围

　　本文件规定了电力系统机电暂态仿真分析计算电网设备模型参数和运行方式数据的技术要求。

　　本文件适用于 220 kV及以上电压等级的电力系统机电暂态仿真分析计算。 220 kV 以下的电力系统参照使用。

　　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/T 33601 电网设备通用模型数据命名规范

　　GB 38755 电力系统安全稳定导则

　　3 术语和定义

　　下列术语和定义适用于本文件。

　　3.1

　　电网设备模型参数 equipmentparametersofpowergrid

　　电力系统机电暂态仿真分析计算中描述设备、控制系统及基本拓扑的模型参数。

　　3.2

　　运行方式数据 operatingdata

　　电力系统机电暂态仿真分析计算中描述设备运行状态及电气拓扑的数据。

　　4 缩略语

　　下列缩略语适用于本文件。

　　LCC：电网换相换流器(line commutated converter)

　　PSS：电力系统稳定器(power system stabilizer)

　　SVC：静止无功补偿器(static var compensator)

　　SVG：静止无功发生器(static var generator)

　　VSC：电压源换流器(voltage source converter)

　　5 一般要求

　　5 . 1 电网设备模型参数应包括设备组织信息、设备模型实测与铭牌参数、设备可扩展模型和设备典型模型参数。

　　GB/T 40608—202 1

　　5 . 2 运行方式数据应包括运行方式基本信息、运行方式研究范围、节点运行方式和设备运行方式。

　　5 . 3 已投运设备应采用详细模型、实测参数和铭牌参数;未投运设备应采用详细模型、典型参数或设计参数，均应符合 GB 38755 的规定。

　　5 . 4 电网设备连接关系的基本拓扑描述应采用基于设备投产退役 日期、面向节点的模型，电网设备运行时的电气拓扑描述应采用基于设备的运行状态、面向计算节点的模型。

　　6 电网设备模型参数

　　6 . 1 设备关系

　　设备关系包括关联关系、聚合关系和继承关系，如图 1 所示。

　　标引序号说明：

　　— 关联关系

　　—D — 聚合关系

　　— 继承关系

　　图 1 设备关系

　　6 . 2 设备组织信息

　　6 . 2 . 1 电力企业

　　电力企业基本信息按表 1 的格式进行描述。

　　表 1 电力企业基本信息

　　GB/T 40608—202 1

　　表 1 电力企业基本信息(续)

　　6 . 2 . 2 行政区域

　　行政区域基本信息按表 2 的格式进行描述。

　　表 2 行政区域基本信息

　　6 . 2 . 3 计算分区

　　计算分区基本信息按表 3 的格式进行描述。

　　表 3 计算分区基本信息

　　6 . 2 . 4 厂站

　　厂站基本信息按表 4 的格式进行描述。

　　表 4 厂站基本信息

　　GB/T 40608—202 1

　　表 4 厂站基本信息(续)

　　6 . 2 . 5 节点

　　节点为设备连接点。 电气距离为零的连接点可视为同一节点。节点基本信息按表 5 的格式进行描述。

　　表 5 节点基本信息

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　　6 . 3 设备模型实测与铭牌参数

　　6 . 3 . 1 同步发电机组

　　6 . 3 . 1 . 1 同步发电机

　　同步发电机基本信息和基本拓扑按表 6 的格式进行描述。

　　表 6 同步发电机基本信息和基本拓扑

　　GB/T 40608—202 1

　　6 . 3 . 1 . 2 同步发电机模型参数

　　同步发电机模型参数按表 7 的格式进行描述。

　　表 7 同步发电机模型参数

　　GB/T 40608—202 1

　　6 . 3 . 1 . 3 励磁系统模型参数

　　励磁系统模型参数按表 8 的格式进行描述。

　　表 8 励磁系统模型参数

　　6.3. 1 .4 Pss模型参数

　　PSS模型参数按表 9 的格式进行描述。

　　表 9 Pss模型参数

　　GB/T 40608—202 1

　　6 . 3 . 1 . 5 调速系统模型参数

　　调速系统模型参数按表 10 的格式进行描述。

　　表 10 调速系统模型参数

　　6 . 3 . 2 新能源等值发电单元

　　新能源等值发电单元建模可采用两级升压、聚合等值方式。

　　新能源等值发电单元基本信息、模型参数和基本拓扑按表 11 的格式进行描述。

　　表 1 1 新能源等值发电单元基本信息、模型参数和基本拓扑

　　GB/T 40608—202 1

　　表 1 1 新能源等值发电单元基本信息、模型参数和基本拓扑(续)

　　6 . 3 . 3 变压器

　　变压器基本信息、模型参数和基本拓扑按表 12 的格式进行描述。

　　表 12 变压器基本信息、模型参数和基本拓扑

　　GB/T 40608—202 1

　　表 12 变压器基本信息、模型参数和基本拓扑(续)

　　GB/T 40608—202 1

　　表 12 变压器基本信息、模型参数和基本拓扑(续)

　　6 . 3 . 4 并联电容器电抗器

　　并联电容器电抗器基本信息、模型参数和基本拓扑按表 13 的格式进行描述。

　　表 13 并联电容器电抗器基本信息、模型参数和基本拓扑

　　GB/T 40608—202 1

　　表 13 并联电容器电抗器基本信息、模型参数和基本拓扑(续)

　　6.3.5 SVC和 SVG

　　SVC 和 SVG基本信息、模型参数和基本拓扑按表 14 的格式进行描述。

　　表 14 SVC和 SVG基本信息、模型参数和基本拓扑

　　GB/T 40608—202 1

　　表 14 SVC和 SVG基本信息、模型参数和基本拓扑(续)

　　6 . 3 . 6 交流线路

　　6 . 3 . 6 . 1 交流线路信息

　　交流线路基本信息、模型参数和基本拓扑按表 15 的格式进行描述。

　　表 15 交流线路基本信息、模型参数和基本拓扑

　　GB/T 40608—202 1

　　表 15 交流线路基本信息、模型参数和基本拓扑(续)

　　6 . 3 . 6 . 2 交流线路分段

　　交流线路分段信息按表 16 的格式进行描述。

　　表 16 交流线路分段信息

　　6 . 3 . 6 . 3 交流线路载流能力

　　交流线路载流能力按表 17 的格式进行描述。

　　表 17 交流线路载流能力

　　GB/T 40608—202 1

　　表 17 交流线路载流能力(续)

　　6 . 3 . 7 线路并联电抗器

　　线路并联电抗器基本信息、模型参数和基本拓扑按表 18 的格式进行描述。

　　表 18 线路并联电抗器基本信息、模型参数和基本拓扑

　　GB/T 40608—202 1

　　6 . 3 . 8 交流线路串联设备

　　交流线路串联设备基本信息、模型参数和基本拓扑按表 19 的格式进行描述。

　　表 19 交流线路串联设备基本信息、模型参数和基本拓扑

　　6 . 3 . 9 直流系统

　　直流系统基本信息按表 20 的格式进行描述。

　　GB/T 40608—202 1

　　表 20 直流系统基本信息

　　6 . 3 . 10 换流器

　　6 . 3 . 10 . 1 换流器分类

　　换流器可分为 LCC 和 VSC。

　　6 . 3 . 10 . 2 换流器基本信息

　　换流器基本信息和基本拓扑按表 21 的格式进行描述。

　　表 2 1 换流器基本信息和基本拓扑

　　GB/T 40608—202 1

　　表 2 1 换流器基本信息和基本拓扑(续)

　　6 . 3 . 10 . 3 LCC

　　LCC模型参数按表 22 的格式进行描述。

　　表 22 LCC模型参数

　　6 . 3 . 10 . 4 VSC

　　VSC模型参数按表 23 的格式进行描述。

　　表 23 VSC模型参数

　　GB/T 40608—202 1

　　6 . 3 . 1 1 直流线路

　　直流线路基本信息、模型参数和基本拓扑按表 24 的格式进行描述。

　　表 24 直流线路基本信息、模型参数和基本拓扑

　　6 . 3 . 12 负荷

　　负荷基本信息按表 25 的格式进行描述。

　　表 25 负荷基本信息

　　GB/T 40608—202 1

　　表 25 负荷基本信息(续)

　　6 . 4 设备可扩展模型

　　6 . 4 . 1 可扩展模型定义

　　可扩展模型定义应描述自定义设备模型和设备控制系统模型，按表 26 的格式进行描述。

　　表 26 可扩展模型定义

　　6 . 4 . 2 可扩展模型参数

　　可扩展模型参数应描述自定义设备参数和电网设备控制系统参数，按表 27 的格式进行描述。

　　表 27 可扩展模型参数

　　GB/T 40608—202 1

　　表 27 可扩展模型参数(续)

　　6 . 5 设备典型模型参数

　　6 . 5 . 1 同步发电机组典型模型参数

　　同步发电机组典型模型参数按表 28 的格式进行描述。

　　表 28 同步发电机组典型模型参数

　　GB/T 40608—202 1

　　表 28 同步发电机组典型模型参数(续)

　　6 . 5 . 2 交流线路典型参数

　　交流线路典型参数按表 29 的格式进行描述。

　　表 29 交流线路典型参数

　　GB/T 40608—202 1

　　表 29 交流线路典型参数(续)

　　6 . 5 . 3 负荷模型

　　6 . 5 . 3 . 1 负荷模型基本信息

　　负荷模型基本信息按表 30 的格式进行描述。 负荷模型应符合附录 B 的格式进行描述。

　　表 30 负荷模型基本信息

　　6 . 5 . 3 . 2 静态负荷模型

　　静态负荷模型按表 31 的格式进行描述。

　　GB/T 40608—202 1

　　表 3 1 静态负荷模型

　　6 . 5 . 3 . 3 动态负荷模型

　　动态负荷模型按表 32 的格式进行描述。

　　表 32 动态负荷模型

　　GB/T 40608—202 1

　　表 32 动态负荷模型(续)

　　7 运行方式数据

　　7 . 1 运行方式基本信息

　　运行方式基本信息按表 33 的格式进行描述。

　　表 33 运行方式基本信息

　　7 . 2 运行方式研究范围

　　运行方式研究范围按表 34 的格式进行描述。

　　表 34 运行方式研究范围

　　GB/T 40608—202 1

　　7 . 3 节点运行方式

　　节点运行方式按表 35 的格式进行描述。

　　表 35 节点运行方式

　　7 . 4 同步发电机运行方式

　　同步发电机运行方式按表 36 的格式进行描述。

　　表 36 同步发电机运行方式

　　7 . 5 新能源等值发电单元运行方式

　　新能源等值发电单元运行方式按表 37 的格式进行描述。

　　表 37 新能源等值发电单元运行方式

　　GB/T 40608—202 1

　　表 37 新能源等值发电单元运行方式(续)

　　7 . 6 变压器运行方式

　　变压器运行方式按表 38 的格式进行描述。

　　表 38 变压器运行方式

　　7 . 7 并联电容器电抗器运行方式

　　并联电容器电抗器运行方式按表 39 的格式进行描述。

　　GB/T 40608—202 1

　　表 39 并联电容器电抗器运行方式

　　7 . 8 SVC和 SVG运行方式

　　SVC 和 SVG运行方式按表 40 的格式进行描述。

　　表 40 SVC和 SVG运行方式

　　7 . 9 交流线路运行方式

　　交流线路运行方式按表 41 的格式进行描述。

　　表 4 1 交流线路运行方式

　　GB/T 40608—202 1

　　7 . 10 线路并联电抗器运行方式

　　线路并联电抗器运行方式按表 42 的格式进行描述。

　　表 42 线路并联电抗器运行方式

　　7 . 1 1 交流线路串联设备运行方式

　　交流线路串联设备运行方式按表 43 的格式进行描述。

　　表 43 交流线路串联设备运行方式

　　7 . 12 换流器运行方式

　　7 . 12 . 1 LCC运行方式

　　LCC运行方式按表 44 的格式进行描述。

　　表 44 LCC运行方式

　　GB/T 40608—202 1

　　7 . 12 . 2 VSC运行方式

　　VSC运行方式按表 45 的格式进行描述。

　　表 45 VSC运行方式

　　7 . 13 直流线路运行方式

　　直流线路运行方式按表 46 的格式进行描述。

　　表 46 直流线路运行方式

　　7 . 14 负荷运行方式

　　负荷运行方式按表 47 的格式进行描述。

　　表 47 负荷运行方式

　　GB/T 40608—202 1

　　表 47 负荷运行方式(续)

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　　附 录 A

　　(资料性)

　　发电机饱和系数

　　发电机饱和系数的计算见公式(A. 1) 。计算饱和系数采用的空载特性曲线见图 A. 1 。

　　(犛G1.0 = 犐f0 fB 犐fB

　　〈 犐 犐 ……………………

　　式中：

　　犛G1.0 — 额定电压时的发电机饱和系数;

　　犛G1.2 — 1 . 2 倍额定电压时的发电机饱和系数;

　　犐f0 — 额定电压下饱和曲线对应的励磁电流;

　　犐fB — 额定电压下气隙线对应的励磁电流;

　　犐fK — 1 . 2 倍额定电压下饱和曲线对应的励磁电流;

　　犐fJ — 1 . 2 倍额定电压下气隙线对应的励磁电流。

　　标引序号说明：

　　犐f — 发电机的励磁电流;

　　犞t— 发电机的机端电压。

　　图 A.1 发电机空载特性曲线

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　　附 录 B

　　(规范性)负荷模型

　　B.1 负荷模型包括静态负荷模型和动态负荷模型。

　　B.2 静态负荷模型的 1 型应采用表达式(B. 1) , 2 型应采用表达式(B. 2) 。

　　(P= P0[p1 v2 + p2v +p3 + p4 (1 + Δf* ldp ) + p5 vnP ]

　　Q=Q0[q1 v2 +q2v +q3 + q4 (1 + Δf* ldq) + q5 vnQ ]

　　p1 + p2 + p3 + p4 + p5 = 1

　　……………………( B.1 )

　　式中：

　　P — 有功负荷;

　　P0 — 初始有功负荷;

　　p1 —恒阻抗有功负荷占总有功负荷的比例;

　　p2 —恒电流有功负荷占总有功负荷的比例;

　　p3 —恒功率有功负荷占总有功负荷的比例;

　　p4 —与频率相关的有功负荷占总有功负荷的比例;

　　p5 —与电压指数相关的有功负荷占总有功负荷的比例;

　　ldp —频率变化 1%引起的有功变化率;

　　nP —有功电压指数;

　　Q —无功负荷;

　　Q0 —初始无功负荷;

　　q1 —恒阻抗无功负荷占总无功负荷的比例;

　　q2 —恒电流无功负荷占总无功负荷的比例;

　　q3 —恒功率无功负荷占总无功负荷的比例;

　　q4 —与频率相关的无功负荷占总无功负荷的比例;

　　q5 —与电压指数相关的无功负荷占总无功负荷的比例;

　　ldq —频率变化 1%引起的无功变化率;

　　nQ —无功电压指数;

　　v — 电压，标幺值;

　　Δf —频率变化百分数。

　　(P= P0[(p1 v2 + p2v +p3 + p5 vnP ) (1 + Δf* ldp ) ]

　　Q=Q0[(q1 v2 +q2v +q3 + q5 vnQ ) (1 + Δf* ldq) ]

　　p1 + p2 + p3 + p5 = 1

　　……………………( B.2 )

　　B.3 动态负荷模型采用感应电动机的动态特性模拟。 机械转矩 T 应采用表达式(B. 3) 。

　　(T=T0(AW2 + BW+C)

　　〈( AW + B W0 + C= 1 ……………………( B.3 )

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　　式中：

　　T — 机械转矩;

　　T0 — 初始机械转矩;

　　w —角速度，标幺值;

　　A — 转矩方程常数;

　　B — 转矩方程常数;

　　C — 转矩方程常数;

　　w0 —初始角速度，标幺值。