中国电工技术学会团体标准T/CES 291-2024 《火电新能源耦合发电系统设备电磁暂态建模导则》于2024年9月4日起实施。本标准规定了火电新能源耦合发电系统内同步发电机、风力发电机、光伏发电单元、静止无功发生器、静态无功补偿器、输电线路、变压器、负荷等电磁暂态模型建模方面技术要求。
1. 标准起草单位及主要起草人
（1）起草单位
中国大唐集团科学技术研究总院有限公司华北电力试验研究院、内蒙古大唐国际托克托发电有限责任公司、清华大学、中国矿业大学（北京）、中国电力工程顾问集团华北电力设计院有限公司、大唐国际发电股份有限公司、华北电力科学研究院有限责任公司、金风科技股份有限公司、华为数字能源技术有限公司、思源清能电气电子有限公司、中电华创电力技术研究有限公司。
（2）主要起草人
郭洪义、王乐、王劲松、殷波、任树东、谢小荣、张天保、付俊杰、黄子夜、曹天植、郭锐、刘闯、姚谦、魏星、邵章平、张超、张旭、杨海超、杨玉新、李鹏、许诘翊、杨建卫。
2.标准制定背景
电力系统稳定性分类与定义，不仅了指导了电力系统稳定性研究方向，更是奠定了相应工程中科学计算的基础。随着我国电力行业不断地发展，电力系统的规模持续增大、技术不断创新、结构日趋复杂，使得相关研究人员与从业人员需要从更新、更多的维度去研究和计算。传统以转子角/功角稳定性、电压稳定性、频率稳定性等方面的理解，已经无法覆盖新型电力系统出现的新的稳定问题。而最新的电力系统稳定性分类与定义，不仅解决了传统电力系统稳定性分类与定义存在的内容杂糅、尺度不一以及分类模糊等问题，同时也指出了相应研究、分析以及计算在频段、变量、扰动以及时间尺度等维度进行的必要性。
随着我国新型电力系统的建设，依托既有火电厂建设的火电新能源耦合发电系统已经成为我国电力系统重要的组成部分。火电新能源耦合发电系统的“双高”特征，导致单纯的关注工频或者相近频率范围上的设备、场站或者系统运行状态，无法全面获悉设备或系统运行的真实情况。同时，小扰动造成的系统过电压问题等系统安全稳定性的分析和计算，需要关注电力系统从数微妙到数秒之间的电磁暂态过程。并且，该系统特有的机械电磁设备与电力电子功率设备深度耦合运行特性，使得原有的宽频振荡、火电机组轴系扭振等问题产生了新的表征。
所以，依据新的电力系统稳定性分类与定义，利用计算机辅助软件，对火电新能源耦合发电系统的安全稳定性进行分析与研究，是提高系统工程技术中科学计算的准确性，提供系统安全稳定运行保障，最为有效、准确的技术手段。
电磁暂态仿真建模是上述技术手段的分支之一，且利用计算机辅助软件进行的设备级的电磁暂态建模是电磁暂态仿真计算的基础。但是，在实际研究或者工程项目中，设备级的建模与工程技术计算会由两个不同单位承担。其中，受限于设备供应厂商的商业和技术保密原因，设备级的建模通常由设备厂商承担，工程技术计算通常由电科院、设计院、高校等机构承担。这就造成设备级、场站级、系统级的三级电磁暂态仿真模型的构建无法实现统一规划和实施。同时，各个单位所关注的重点，在电力系统稳定性分类与定义的各个维度上不尽相同。上述原因，不仅增加了各单位的工作量；同时也会增加各单位进行重复的仿真、建模或者计算的风险，影响项目进度；甚至会导致电磁暂态分析计算不准确，影响实际工程的安全稳定性。
3. 标准主要内容
（1）范围
本标准规定了火电新能源耦合发电系统内同步发电机、风力发电机、光伏发电单元、静止无功发生器、静态无功补偿器、输电线路、变压器、负荷等的电磁暂态模型的建模等方面技术要求。
本标准适用于开展火电新能耦合发电系统内设备的耦合特性研究及相关工程计算工作。
（2）规范性引用文件
本标准主要引用的文件主要包括：
GB/T 19964 光伏发电站接入电力系统技术规定
GB/T 26399 电力系统安全稳定控制技术导则
GB/T 31464 电网运行准则
GB/T 32892 光伏发电系统模型及参数测试规程
GB 38755 电力系统安全稳定导则
DL/T 1234 电力系统安全稳定导则
DL/T 1235 同步发电机原动机及其调节系统参数实测与建模导则
NB/T 31053 风电机组电气仿真模型验证规程
（3）术语及定义
主要包括电磁暂态模型、电力系统电磁暂态程序、电磁暂态均值模型、电磁暂态均值开关模型、故障穿越、控制系统、轴系、轴系多质量块弹簧模型、贝杰龙线路模型、频率相关线路模型、阻塞滤波器的定义。
（4）主要技术差异
本标准重点关注仿真步长为100微妙及以下设备级电磁暂态建模，适用于关注电力系统电磁暂态过程的计算与分析，如：宽频振荡分析、过电压分析等。
（5）解决的主要问题
本标准主要针对火电新能源耦合发电系统所用设备，如：同步发电机组、风电机组、光伏发电单元、静止无功发生器等设备，规范相关人员对上述设备在电力系统电磁暂态建模工作中，涉及：设备级电磁暂态建模商用软件平台、设备级电磁暂态建模类型、仿真步长、接口设置以及模型结构等部分的技术要求。
（6）与国际、国外对比情况
本标准没有采用国际或国外标准，相较于同类国际、国外标准，本标准规范的技术细节更为明晰，适用范围更为广泛，实际应用价值更强，属于国内先进水平。
4. 标准制定效益
积极应用本标准，可以提高火电新能源耦合发电系统或同类电力系统电磁暂态计算与稳定性分析等工作效率，确保相关计算和分析结果的有效性和准确性。
（供稿：标准化工作办公室）
