国家标准 GB/T32892一2016 光伏发电系统模型及参数测试规程 Modelandparametertestregulationforphotowoltaicpowersystem 2016-08-29发布 2017-03-01实施国家质量监督检验检疫总局发布国家标准化管理委员会国家标准
GB/T32892一2016 前言本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草本标准由电力企业联合会提出并归口本标准起草单位;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、李珑、张磊、王湘艳、赵大伟、罗芳 m
GB/T32892一2016 光伏发电系统模型及参数测试规程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电磁式电压互感器电流互感器 GB/T1208 光伏发电系统建模导则 GB/T32826 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photovoltaie(Pw)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pointofinterconeetionm 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photovoltaie(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 sitive ofthefundaental 基波正序分量pos esequececompoment 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X--(十十 x)其中.a是120"运算因子,而Xx和x 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
GB/T32892一2016 3.6 meandeviationm 平均偏差模型验证中,仿真数据与对应试验数据之差算术平均值的绝对值 3 deviation 最大偏差 maximumt 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 4.3 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一20C一50C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; 光伏组件逆变器产品型式试验报告; b 光伏组件数据;标准测试环境(辐照度1000w/m',环境温度25C)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 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
GB/T32892一2016 模型参数测试 -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逆变器外部电网开关K 光伏方阵测量点1 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/m',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; e)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P=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; 重复步骤b)d),P以o.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、I型或型逆变器机电
GB/T32892一2016 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,逆变器直流侧输人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开关K 逆变器外部电网光伏阵电网扰动可控直流电源发生置测量点1 渊量点2 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可控直流电源应能模拟光伏方阵I-V特性,且可调整1-V特性曲线参数; a 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20n mS 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; 电网扰动发生装置电压跌落时间与恢复时间均应小于20" ms 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;当逆变器直流输人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: 保持逆变器正常运行,且输出有功功率P>0.7P.(尸为逆变器额定功率),无功功率Q. s a 0.1Q且Q<0.1Qm.(Q,为逆变器最大输出无功功率); 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.,至逆变器稳定运行后2s,恢复逆变器交流侧电压至扰动前电压值,至逆变器稳定运行后2s; 记录整个试验过程中测量点1和测量点2的电压、电流瞬时值; 保持逆变器正常运行,重复步骤b)~e,使得扰动期间逆变器交流侧电压范围分别为0.95p让 0.98p.u.,1.02p,u.1.05p,u.,l.07p.u,1.10p.u. 保持逆变器正常运行,且输出有功功率P>0.7P,,容性无功功率Qc>0.5Q,重复步骤b)d); e 保持逆变器正常运行,且输出有功功率P>0,.7P,,感性无功功率Q>0.5Q.,重复步骤b)d); fD 保持逆变器正常运行,且输出有功功率范围分别是0.5P,0.7P a 设置逆变器工作在有功功率控制模式,有功功率控制指令P=0.7 .,重新设置逆变器的 b P.u.
GB/I32892一2016 控制方式为最大功率跟踪方式; 记录整个试验过程中测量点1和测量点2的电压、电流瞬时值; d 重复步骤b)e),尸a=0.3 3p.u. 6.3.4.4有功控制试验: a 闭合开关K,设定逆变器输出无功功率Q<0.1Q且Q<0.1Q max; b按照图3的设定曲线控制逆变器有功功率参考值; 记录整个试验过程中测量点1和测量点2的电压,电流瞬时值 100 80 60 40 20 10 时间/minm 图3有功功率控制曲线 6.3.4.5无功控制试验: 闭合开关K,设定逆变器输出有功功率0.5Pa a b)按照图4的设定曲线控制逆变器无功功率参考值记录整个试验过程中测量点1和测量点2的电压电流瞬时值容性100" 50 50. 感性100 10 时间/minm 图4无功功率控制曲线 6.3.4.6交流侧大扰动试验 a 保持逆变器正常运行,且输出有功功率P>0.7P.,无功功率Q<0.1Q且Q<0.1lQ; b设置逆变器正常运行交流侧电压为0.98p.u.1.02pu.,调节逆变器侧电压跌落至0p.u0.10pu. 持续0.15s,恢复逆变器交流侧电压至扰动前电压值,至逆变器稳定运行后2s; 记录整个过程中测量点1和测量点2的电压、电流瞬时值 C 保持逆变器正常运行,重复步骤b)e),使得扰动期间道变器交流侧电压范围分别为0.20 D p,u. 0.30p.u.,0.50 0.60p,u.,0.801 ,0.90 ..,1.10 1.30 .,持 pu一1l.l5p让和1.25pu一 p.u. p,u. p.u. p.u. 续时间分别为0.6s,l.4s,l.8s,3、和0.5s;
GB/T32892一2016 保持逆变器正常运行,且输出有功功率P>0.7P ,容性无功功率Q>0.5Q,重复步骤b)一d); e f 保持逆变器正常运行,且输出有功功率P>0.7P.,感性无功功率Q>0.5Qm,重复步骤b)~d) g保持逆变器正常运行,且输出有功功率范围分别是0,5P,GB/T32892一2016 7.3网侧扰动试验 7.3.1验证工况 7.3.1.1网侧扰动试验应在以下3种有功功率范围内进行: 大功率输出范围;P>0.7P,; a 中间功率输出范围;0.5P.0.5Q b 感性无功输出范围,Q.>0.5Qm c)无功功率输出小范围:Qc<0.1Qm且Q<0.1Q maxa 7.3.2试验步骤模型验证测试步骤如下通过试验系统模拟不同扰动类型三相对称和两相不对称),使光伏发电单元/系统端电压幅值跌落至0p.u.0.10p.u.,持续时间为0.15s,记录整个过程中测量点1的电压,电流瞬时值; b恢复光伏发电单元电压为扰动前电压值,至光伏发电单元稳定运行2s以上; 分别设置光伏发电单元电压幅值跌落至0.20p.u. 一0,.30p.w.,0,.50p.u.一0,.60p.u和0.901 p.u. 0.95p.u.,电压跌落持续时间分别为0.6s,l.4s和1.8s,重复步骤a),b). 如有其他需要,可增加其他跌落深度的试验和验证 D 7.4有功,无功控制试验 7.4.1验证工况 7.4.1.1有功控制试验应在以下3种无功功率范围内进行 >0.5Q a)容性无功输出范围:Qc>" b 感性无功输出范围:Q>0.5Q e) 无功功率输出小范围;Qe<0.1Q且Q<0.1Q 7.4.1.2无功控制试验应在以下两种有功功率范围内进行 a) 大功率输出范围;P>0.7P; b 中间功率输出范围:0.5P,GB/T32892一2016 7.5.2模型验证前校核并调整仿真电网参数,包括电压、等效阻抗、短路容量 7.5.3依据光伏发电单元实际试验工况,设置模型为本标准规定的验证工况,进行模型仿真,记录光伏发电单元升压变高压侧电压电流和功率仿真数据模型验证结果评价 8.1数据处理 8.1.1通过计算,提取模型仿真数据与试验数据的电压,电流基波正序分量和无功电流分量、有功功率和无功功率 8.1.2所有数据应采用相同的量纲、时标,分辨率 8.1.3模型仿真数据与试验数据的时间序列应同步 8.2扰动过程区段划分 8.2.1网侧电压扰动过程区段划分: 根据试验电压数据,将试验与仿真的数据序列分为A(扰动前),B(扰动期间,c(扰动后)三个 a 时段; 根据有功功率和无功功率的响应特性,将B,C时段分为暂态区间和稳态区间,其中B时段分为B(暂态)和B.(稳态)区间.C时段分为C(暂态)和C.(稳态)区间数据区段划分方法见附录B 8.2.2有功,无功控制试验扰动过程区段划分: a)有功、无功控制过程区段划分以控制指令阶跃为划分依据,每个指令应单独进行模型仿真与试验数据对比验证,将试验与仿真的数据序列分为A(指令阶跃前,B(指令阶跃后); b根据有功,无功功率的响应特性,将B时段分为暂态区间B和稳态区间B; e)数据区段划分方法见附录C 8.3偏差计算 8.3.1通过计算模型仿真数据与试验数据之间的偏差,考核模型的准确程度仿真与试验偏差计算的电气量包括电压U.电流1,无功电流la.有功功率尸,尤功功率Q 8.3.2数据区段划分后,应分别计算每个时段暂态和稳态区间的偏差;各时段暂态区间仅计算平均偏差,稳态区间分别计算平均偏差和最大偏差;计算模型仿真与试验数据的加权平均总偏差 8.3.3平均偏差与最大偏差计算方法稳态区间的平均偏差F 模型仿真与试验数据在稳态区间内偏差的算术平均值,见式(1) kg X.(i) X(i(1 F 一K 十I， K、一K ssar十l 、 KMsr MEnd -玩sm 式中: X 待考核电气量的模型仿真数据标么值; X 待考核电气量的试验数据的标么值; 计算误差区间内模型仿真数据的第一个和最后一个序号; K ,K sEad s_Sart K 计算误差区间内试验数据的第一个和最后一个序号八Mstar"KMEnd 暂态区间的平均偏差F 模型仿真与试验数据在暂态区间内偏差的算术平均值,见式(2) b Mnd Xs(i X(i(2 K K Msi+1 K-K. MEnd i-KMsan
GB/T32892一2016 稳态区间的最大偏差F -模型仿真与试验数据在稳态区间的偏差的最大值,见式(3) (3 .X,(i)一Xw(i)| F =max-K以总KM 8.3.4将各时段的平均偏差进行加权平均计算网侧扰动试验各时段权值 a A(扰动前):10% B(扰动期间):60% C(扰动后);30% 有功、无功控制试验各时段权值: A(指令阶跃前);30%; B指令阶跃后):70% 8.3.5每个验证工况按照附录D的格式记录验证结果 8.4验证结果评价 8.4.1网侧扰动试验,偏差计算结果应满足以下条件 a)所有工况的光伏发电单元升压变高压侧电压各偏差应不大于表2中的电压偏差最大允许值; b)所有工况稳态和暂态区间的电流、无功电流,有功功率和无功功率的平均偏差、稳态区间的最大偏差以及加权平均总偏差应不大于表2中的偏差最大允许值对于两相不对称扰动工况下的模型仿真验证,基波正序分量的最大允许偏差值为表2数值的 1.5倍表2允许最大偏差值电气参数 F. F. F Fa -max 电压偏差,U、/U， 0.02 0,05 0.05 0.,05 电流AI/I 0.10 0,20 0.15 0.15 无功电流,A!,/I. 0.10 0.20 0.15 0,15 0.10 0.20 0.15 0.15 有功功率,AP/P 无功功率,AQ/P 0.10 0.20 0.15 0.,15 Fm;稳态区间平均偏差允许值 F;暂态区间平均偏差允许值 F.;稳态区间最大偏差允许值 F G.m:所有区间加权平均总偏差允许值 8.4.2有功控制试验,有功功率和电流各项偏差应不大于表2中的最大允许偏差无功控制试验,无功功率和电流各项偏差应不大于表2中的最大允许偏差模型验证及参数测试报告光伏发电系统模型验证及参数测试报告应包括但不仅限于以下内容光伏发电系统概况,地理位置,名称,结构,光伏方阵厂家,型号、参数、组装方式,逆变器厂家、型号、结构及参数等 b测试时间、测试单位测试条件 c
GB/T32892一2016 d)光伏发电系统模型描述光伏发电系统参数测试信息 e f光伏发电系统模型参数辨识 g)光伏发电系统模型验证结果 h)存在问题及处理建议 10o
GB/T32892一2016 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测试前,收集资料见表A.1 表A.1光伏发电单元模型参数测试基本信息 1.光伏发电单元详细信息光伏方阵制造商光伏方阵型号逆变器制造商逆变器型号单元升压变压器制造商单元升压变压器型号额定功率,P./kw 额定电压,U/V 测试光伏发电单元所在地点他设备(测试附加设备)型号电网信息额定电压,U./v 短路容量S/MVA 阻抗角/阻抗比,V/(")/X/R 3.测试信息测试序号 10 12 13 14 16 测试文件号扰动类型(对称/不对称) 跌落持续时间,l/n ms 电压跌落幅值,U/U RL/Q 阻抗限流阻抗 XL/Q Rx/Q Z 阻抗短路阻抗 11
GB/T32892一2016 附录 B 规范性附录电网扰动过程区段划分方法 -般规定一 B.1 在进行偏差计算前,应根据测试数据对扰动前后及扰动期间进行区段划分,以实现对各时段、区间分别计算测试数据与仿真数据的偏差 B.2A,BC时段判定 B.2.1以测试电压数据为依据,将测试与仿真的数据序列分为3个时段 -扰动前 a bB扰动期间; C 扰动后 B.2.2各时段针对有功功率和无功功率测试数据在电压跌落过程中的特性,分为暂态区间和稳态区间,如图B.1所示 90% 图B.1扰动过程区段划分判定A.B.C时段的开始和结束时刻方法如下 B.2.3 电压跌落前2、为A时段开始 a 电压跌落至0.9p.u.时刻的前20ms为A时段结束,B时段开始 b e)扰动清除开始时刻的前20ms为B时段结束,C时段开始扰动清除后,光伏发电单元/系统有功功率开始稳定输出后的2、为C时段结束 d 12
GB/I32892一2016 B.3暂态和稳态区间判定 B.3.1A时段 A时段为扰动前的时间区间,此时段均为稳态区间,如图B.1所示的A区间 B.3.2B时段 B时段分为暂态区间和稳态区间电压瞬时跌落,功率调节阶段为暂态区间,如图B.1中的B时段;电压跌落后稳定运行为稳态区间,如图B.1所示的B时段 B.3.3C时段 C时段分为暂态区间和稳态区间电压瞬时恢复,功率调节阶段为暂态区间,如图B.1中的C时段;恢复后的稳定运行阶段为稳态区间,如图B.1所示的C 时段 B.3.4B,C时段暂态区间和稳态区间判定 BC时段根据电流、有功功率和无功功率的响应特性,分为暂态区间和稳态区间暂态区间为电压瞬时大幅波动引起的电流、有功功率和无功功率的波动区间稳态区间为正常运行和电压波动后稳定运行的区间暂态开始时刻即为上一稳态结束时刻,暂态结束时刻即为下一稳态开始时刻对电压波动引起的暂态区间,功率和电流的波动进人该时段平均值的士10%范围内的后20ms为暂态过程的结束 13
GB/T32892一2016 附录 c 规范性附录有功,无功控制过程区段划分方法 C.1一般规定在进行偏差计算前,应根据测试数据对有功、无功控制过程进行区段划分,以实现对各时段分别计算测试数据与仿真数据的偏差 C.2A,B时段判定 C.2.1以测试的有功、无功控制指令为依据,将测试与仿真的数据序列分为两个时段一指令阶跃前; a A二 b -指令阶跃后 C.2.2各时段针对有功、无功功率测试数据在有功、,无功控制过程中的特性,分为暂态和稳态区间,如图C.1所示图C.1控制过程区段划分 C.2.3判定A、,B时段的开始和结束时刻方法如下控制指令阶跃前2s为A时段开始 a b)控制指令阶跃开始时刻为A时段结束,B时段开始控制指令变化后,光伏发电单元/系统有功,无功功率开始稳定输出后的10s为B时段结束 e) 暂态区间和稳态区间判定 c.3.1A时段 A时段为控制指令阶跃前的时间区间,此时段均为稳态区间,如图c.1中的A区间 14
GB/T32892一2016 C.3.2B时段 B时段分为暂态区间和稳态区间控制指令阶跃,功率调节阶段为暂态区间,如图C.1所示的B 时段;控制调整完成后稳定运行为稳态区间,如图C.1所示的B 时段 C.3.3B时段暂态区间和稳态区间判定 B时段根据电流、有功功率和无功功率的响应特性,分为暂态区间和稳态区间暂态区间为控制指令阶跃引起的电流、有功功率和无功功率的波动区间稳态区间为根据控制指令调整完成后稳定运行的区间暂态开始时刻即为上一稳态结束时刻,暂态结束时刻即为下一稳态开始时刻对有功,无功控制引起的暂态区间,功率和电流的波动进人该时段平均值的士10%范围内的后20ms为暂态过程的结束
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光伏发电系统模型及参数测试规程GB/T32892-2016

随着清洁能源的快速发展，光伏发电系统越来越受到人们的关注。为了确保光伏发电系统的稳定运行和安全性，需要对其进行模型和参数测试。此时，光伏发电系统模型及参数测试规程GB/T32892-2016就显得尤为重要。

一、规程概述

光伏发电系统模型及参数测试规程GB/T32892-2016是由中国电力科学研究院等单位联合制定的，旨在规范光伏发电系统的测试方法和技术要求。

二、测试方法

根据规程，光伏发电系统的测试方法主要包括以下几个方面：

组件测试：包括I-V曲线测试、光谱响应测试、强度衰减测试等；
逆变器测试：包括效率测试、输出电压波形测试、谐波含量测试等；
光伏系统整体测试：包括发电特性测试、并网特性测试、阴影容忍度测试等。

三、标准要求

根据规程，光伏发电系统的标准要求主要包括以下几个方面：

组件标准：包括外观质量、电性能等；
逆变器标准：包括效率、输出电压波形、谐波含量等；
光伏系统整体标准：包括发电特性、并网特性、阴影容忍度等。

四、结论

光伏发电系统模型及参数测试规程GB/T32892-2016为光伏发电系统的稳定运行和安全性提供了有力保障。通过严格遵守该规程的测试方法和标准要求，可以确保光伏发电系统在使用过程中的可靠性和安全性，为推广清洁能源做出积极贡献。