ГОСТ Р 54418.27.1-2019
(МЭК 61400-27-1:2015)

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

УСТАНОВКИ ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ

Часть 27-1

Общие имитационные модели ветроэнергетических установок, присоединенных к энергосистеме

Wind turbines. Part 27-1. Generic simulation models of grid connected wind turbines

ОКС 27.160

Дата введения 2020-06-01

Предисловие

1 ПОДГОТОВЛЕН Обществом с ограниченной ответственностью "ВИЭСХ-ВОЗОБНОВЛЯЕМЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ" (ООО "ВИЭСХ-ВИЭ") на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 4

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 016 "Электроэнергетика"

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 29 ноября 2019 г. N 1287-ст**

4 Настоящий стандарт является модифицированным по отношению к международному стандарту МЭК 61400-27-1:2015* "Установки ветроэнергетические. Часть 27-1. Электрические имитационные модели. Общие модели" (IEC 61400-27-1:2015 "Wind turbines - Part 27-1: Electrical simulation models - Wind turbines", MOD) путем изменения отдельных фраз, слов, ссылок, которые выделены в тексте курсивом**, а также путем изменения его структуры для приведения в соответствие с правилами, установленными в ГОСТ 1.5 (подразделы 4.2 и 4.3).

________________
     * Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей.
     ** В оригинале документа обозначения и номера стандартов и нормативных документов в разделе 3 "Термины и определения", приложении ДА и по тексту документа отмеченные знаком "**", приводятся обычным шрифтом, остальные по тексту документа выделены курсивом. - Примечания изготовителя базы данных.

Внесение указанных технических отклонений направлено на учет потребностей национальной экономики Российской Федерации и особенностей объекта стандартизации, характерных для Российской Федерации.

Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного международного стандарта для приведения в соответствие с ГОСТ Р 1.5-2012** (пункт 3.5).

Сведения о соответствии ссылочных национальных и межгосударственных стандартов международным стандартам, использованным в качестве ссылочных в примененном международном стандарте, приведены в дополнительном приложении ДА.

Сравнение структуры настоящего стандарта со структурой указанного международного стандарта приведено в дополнительном приложении ДБ

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. N 162-ФЗ "О стандартизации в Российской Федерации". Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе "Национальные стандарты", а официальный текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомления и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

     1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на ветроэнергетические установки (ВЭУ), присоединенные к энергосистеме, и устанавливает общие имитационные модели таких ВЭУ.

Модели предназначены, прежде всего, для оценки влияния работы ВЭУ на энергосистему, для оценки изменения выходных параметров ВЭУ при возникновении возмущений в энергосистеме и изменении параметров ветроэнергетической станции (ВЭС) с учетом возможных изменений других внешних факторов (например, скорости ветра).

Применение моделей ограничивается следующим*:

_______________

* Для оценки применимости моделей см. также 5.2.

- приведенные в настоящем стандарте модели ВЭУ предназначены для исследования поведения энергосистемы в переходных режимах с определением характеристик прямой последовательности основной частоты.

Примечания

1 Основной частотой является частота 50 Гц.

2 В настоящем стандарте учитывают как симметричные короткие замыкания, так и несимметричные короткие замыкания, однако для несимметричных коротких замыканий задаются только составляющие прямой последовательности;

- модели не предназначены для анализа результирующей устойчивости энергосистем;

- модели предназначены только для исследования синхронных режимов работы (взаимодействий) ВЭУ с ВЭС (другими ВЭУ в ВЭС) и энергосистемой и не предназначены для исследования явлений, происходящих в процессе самосинхронизации до достижения полной синхронизации работы ВЭУ, ВЭС и энергосистемы;

- модели не учитывают такие явления, как наличие гармонических составляющих, пульсации и другие электромагнитные эффекты (см. [1]);

- модели не включают подробные расчеты режимов короткого замыкания;

- модели не применимы для изучения энергосистем, в которых могут быть ситуации выделения на изолированную работу ВЭУ без других источников синхронной генерации;

- в моделях не учитывают динамические характеристики устройств автоматической синхронизации фазы.

Примечание - В целом динамические свойства устройств автоматической синхронизации фазы на порядок величины быстрее, чем динамические свойства устройств управления мощностью ВЭУ. С этой точки зрения влияние автоматической синхронизации фазы пренебрежимо мало для большей части энергоустановок ВЭУ;

- в модели ВЭУ не включено регулирование по частоте. Регулирование по частоте включено в модели уровня ВЭС (см., например, приложение А);

- модели не предназначены для изучения отклонений, обусловленных изменчивостью скорости ветра во времени и пространстве: модели не включают учет таких явлений, как турбулентность, "затенение" ВЭУ, сдвиг ветра и вихревые возмущения;

- модели не предназначены для непосредственного определения значений собственных внутренних резонансных колебаний ВЭУ.

Примечание - Процессы внутренних резонансных колебаний ВЭУ существенно нелинейны, расчет собственных частот в линейном приближении является сложной задачей, и его реализация в общих моделях может привести к неадекватности моделей;

- модели применимы только к ВЭУ, поэтому не включают средства управления уровня ВЭС или такого дополнительного оборудования, как статические компенсаторы (SVC, STATCOM) и другие устройства, моделирование которых отнесено к моделированию ВЭС. Моделирование взаимодействия ВЭУ с устройствами управления ВЭС также отнесено к моделированию ВЭС и не включено в модели, устанавливаемые в настоящем стандарте.

Модели, устанавливаемые в настоящем стандарте, являются основой для общих динамических имитационных моделей ВЭС.

Порядок проверки модели, установленный в настоящем стандарте, применим для любых моделей ВЭУ, предназначенных для определения характеристик прямой последовательности основной частоты.

     2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 1494 Электротехника. Буквенные обозначения основных величин

ГОСТ 18311 Изделия электротехнические. Термины и определения основных понятий

ГОСТ 32144 Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения

ГОСТ Р 51237 Нетрадиционная энергетика. Ветроэнергетика. Термины и определения

ГОСТ Р 54418.21-2011** (МЭК 61400-21:2008) Возобновляемая энергетика. Ветроэнергетика. Установки ветроэнергетические. Часть 21. Измерение и оценка характеристик, связанных с качеством электрической энергии, ветроэнергетических установок, подключенных к электрической сети

ГОСТ Р 55589 (МЭК 60050-415:2999) Международный электротехнический словарь. Часть 415. Установки ветроэнергетические. Системы генерирования электроэнергии

ГОСТ Р 58491 Электроэнергетика. Распределенная генерация. Технические требования к объектам генерации на базе ветроэнергетических установок

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.

     3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ 1494, ГОСТ 18311, ГОСТ 32144, ГОСТ Р 51237, ГОСТ Р 55589, [2], а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 общая имитационная модель ВЭУ (wind turbines generic simulation model): Имитационная модель, которая описывает один из типов ВЭУ и может быть настроена на имитацию различных вариантов ВЭУ этого типа с помощью изменения параметров модели.

3.2 составляющая прямой последовательности (в трехфазной системе) [positive (sequence) component (of a three-phase system)]: Одна из трех симметричных составляющих как симметричной, так и несимметричной трехфазной системы синусоидальных величин (напряжений или токов) с чередованием фаз, принятым в качестве основного, при разложении по методу симметричных составляющих.

Примечание - Составляющую прямой последовательности вычисляют по формуле

,                                             (1)

где - оператор поворота на 120°;

- фазное значение системного напряжения или тока;

, и - комплексные представления соответствующих фазных величин.

3.3 составляющая обратной последовательности (в трехфазной системе) [negative (sequence) component (of a three-phase system)]: Одна из трех симметричных составляющих трехфазной несимметричной системы синусоидальных величин (напряжений или токов) с чередованием фаз, обратным принятому в качестве основного, при разложении по методу симметричных составляющих.

Примечания

1 Составляющую обратной последовательности вычисляют по формуле

.                                             (2)

2 Составляющие обратной последовательности тока или напряжения имеют ненулевое значение только в том случае, когда соответственно ток или напряжение не являются сбалансированными. Например, если фазные выражения для напряжения симметричны, то есть

, и , то

. (3)

3.4 составляющая нулевой последовательности (в трехфазной системе) [zero (sequence) component (of a three-phase system)]: Одна из трех симметричных составляющих трехфазной несимметричной системы синусоидальных величин (напряжений или токов), совпадающих между собой по фазе.

Примечание - Составляющую нулевой последовательности вычисляют по формуле

.                                             (4)

3.5 коэффициент несимметрии (unbalance factor): Степень несимметрии в трехфазных системах синусоидальных величин, выраженная отношением (в процентах) среднеквадратичных значений составляющей обратной последовательности (или нулевой последовательности) к составляющей прямой последовательности напряжения или тока.

3.6 устойчивость электроэнергетической системы (power system stability): Способность электроэнергетической системы сохранять синхронную работу электрических станций после отключений линий электропередачи, оборудования объектов электроэнергетики и энергопринимающих установок.

3.7

3.8