《村镇光伏发电站集群控制系统仿真测试技术要求gbt+40616-2021》详细解读

《村镇光伏发电站集群控制系统仿真测试技术要求gb/t40616-2021》详细解读contents目录1范围2规范性引用文件3术语和定义4基本规定5测试项目5.1监控主站测试项目5.2监控终端测试项目6测试系统6.1一般要求contents目录6.2仿真测试系统的功能要求6.3仿真测试系统的性能要求7测试步骤及结果判定7.1集群监控主站功能测试7.2监控终端功能测试附录A(资料性)村镇光伏发电站集群控制系统仿真测试系统总体架构contents目录附录B(资料性)村镇光伏发电站集群控制系统仿真测试记录表附录C(资料性)村镇光伏发电站集群控制系统仿真测试报告011范围涵盖内容本标准规定了村镇光伏发电站集群控制系统的仿真测试技术要求，包括仿真测试平台架构、仿真测试环境、仿真测试内容、测试方法等方面。本标准适用于村镇光伏发电站集群控制系统的研发、测试、评估及优化，为相关产品的研发和生产提供技术指导和依据。本标准适用于以光伏发电为主要电源，通过集群控制方式进行集中管理和调度的村镇光伏发电站。其他类型的光伏发电系统，如户用光伏发电系统、光伏扶贫电站等，在符合相关标准和规定的前提下，也可参考本标准进行仿真测试。适用范围0102不适用范围对于光伏发电站并网运行的相关技术要求，如电能质量、功率控制、保护与安全等，应遵循相应的国家标准和行业规定。本标准不涉及光伏发电站集群控制系统的具体控制策略、算法及实现方式。022规范性引用文件确保技术要求的准确性和可靠性通过引用相关的规范性文件，可以确保本技术要求所依据的技术基础是准确、可靠的，从而提高整个技术要求的可信度和实用性。保持技术要求的时效性和更新性规范性引用文件通常会随着技术的进步和更新而进行相应的修订，通过引用这些文件，可以确保本技术要求能够及时反映最新的技术发展和行业要求。引用文件的目的123包括与光伏发电相关的术语定义、光伏系统的基础标准等，为理解本技术要求提供基础支持。基础标准与术语涉及村镇光伏发电站集群控制系统的设计原则、性能参数等，确保系统的设计和性能符合行业要求。设计与性能标准明确系统的安全保护措施、可靠性测试方法等，保障系统在实际运行中的稳定性和安全性。安全与可靠性要求主要引用的文件在引用文件时，需对其适用性进行评估，确保所引用的文件与村镇光伏发电站集群控制系统的实际情况和需求相契合。根据所引用的规范性文件，制定具体的实施细则和操作步骤，以确保技术要求在实际应用中的有效执行。同时，应关注引用文件的更新动态，及时将最新的技术要求和标准纳入本技术要求的实施中。适用性评估实施要求引用文件的适用性和实施要求033术语和定义03仿真测试指通过模拟实际运行环境和条件，对集群控制系统的功能、性能和可靠性进行测试验证的过程。01村镇光伏发电站指在村镇地区建设并利用光伏效应原理将太阳能转换为电能的光伏发电站。02集群控制系统指对多个村镇光伏发电站进行集中监测、控制和调度的系统。术语解释本标准中涉及的术语和定义仅适用于《村镇光伏发电站集群控制系统仿真测试技术要求》的范围内，用于统一和规范相关概念和技术要求。术语和定义的准确性和清晰度对于理解、实施和符合本标准至关重要，因此必须严格遵守和引用。在使用本标准时，应注意与其他相关标准中的术语和定义进行协调，以确保技术要求和实施效果的一致性和互操作性。定义说明044基本规定控制系统仿真测试指利用计算机仿真技术，模拟光伏发电站集群控制系统的实际运行环境和工况，对控制系统的性能、功能和安全性进行测试和验证的过程。光伏发电站集群指在一定区域内，由多个光伏发电站组成的集群系统，通过集中控制和运营管理，实现电能的高效利用和优化配置。测试平台指进行控制系统仿真测试所需的软、硬件环境，包括仿真软件、测试设备、数据采集与分析系统等。4.1术语和定义目的通过仿真测试，验证光伏发电站集群控制系统的性能是否满足设计要求，发现潜在的问题和不足，为系统的优化和改进提供依据。要求仿真测试应确保测试结果的准确性、可靠性和可重复性，测试过程中应严格遵守相关的安全规定和操作规程，确保测试人员和设备的安全。4.2仿真测试目的和要求仿真测试应涵盖光伏发电站集群控制系统的各个关键环节和主要功能模块，包括但不限于集群监控、功率预测、智能调度、故障诊断与恢复等。范围针对不同的测试环节和模块，制定相应的测试方案、测试用例和测试数据，明确测试的具体步骤、方法和评判标准。同时，还应对测试过程中可能出现的问题进行预测和分析，并制定相应的应对措施。内容4.3仿真测试范围和内容流程制定仿真测试计划、搭建测试平台、编写测试用例、执行仿真测试、分析测试结果、编写测试报告。4.4仿真测试流程和实施步骤032.根据测试计划，搭建符合要求的测试平台，确保测试环境的稳定性和可靠性。01实施步骤021.制定详细的仿真测试计划，明确测试目标、范围、时间节点等关键要素。4.4仿真测试流程和实施步骤4.4仿真测试流程和实施步骤013.编写测试用例，针对不同的测试环节和模块，设计合理的测试场景和测试数据。024.执行仿真测试，严格按照测试用例进行测试，并记录测试过程中的关键数据和现象。035.对测试结果进行深入分析，找出问题根源，提出改进意见和建议。046.编写仿真测试报告，总结测试过程和结果，为后续工作提供参考依据。055测试项目集群功率控制测试验证集群控制系统是否能够准确控制整个集群的发电功率，以满足电网的调度需求。集群电压与频率控制测试测试集群控制系统在维持整个集群的电压和频率稳定方面的性能。集群控制策略验证测试集群控制系统是否能够根据预设的控制策略，实现对各个光伏发电站的集中控制和优化调度。5.1集群控制功能测试实时监控功能验证检验集群控制系统是否具备对各个光伏发电站实时运行状态的监控能力。数据采集准确性测试通过对比实际数据与集群控制系统采集的数据，验证数据采集的准确性和完整性。远程监控与调试功能测试测试集群控制系统是否支持远程监控和调试，以便在需要时能够及时进行干预和调整。5.2集群监控与数据采集功能测试030201保护功能验证测试集群控制系统在出现故障或异常情况时，是否能够及时启动相应的保护措施，确保整个集群的安全运行。安全防护能力测试检验集群控制系统在网络安全、数据安全等方面的防护能力，以确保系统的信息安全。冗余与备份功能测试测试集群控制系统的冗余设计和备份机制是否可靠，以确保在系统部分组件故障时，整个系统仍能正常运行。5.3集群保护与安全功能测试5.4集群通信与接口功能测试验证集群控制系统是否支持与各种主流通信协议的兼容，以确保与不同厂商设备之间的顺畅通信。接口功能与性能测试测试集群控制系统的接口功能是否完善，以及接口的性能是否满足实际需求。通信稳定性与可靠性测试检验集群控制系统在长时间运行过程中，通信的稳定性和可靠性是否达到预期要求。通信协议兼容性测试065.1监控主站测试项目采集光伏电站运行数据包括光伏组件状态、逆变器运行数据、并网点电能质量等。实时数据库与历史数据库管理确保数据的实时性、完整性和准确性。数据预处理功能对采集的原始数据进行清洗、整理，提取关键特征值。5.1.1数据采集与处理实时监控画面展示以图形化界面展示光伏电站的整体运行状态。远程控制功能在必要时，对光伏电站的关键设备进行远程控制。报警与预警功能设定阈值，对异常数据进行报警，提前预警潜在问题。5.1.2监控功能数据分析算法运用统计学、机器学习等方法对运行数据进行分析。故障诊断与预测基于数据分析结果，诊断设备故障，预测维护需求。性能优化建议根据电站运行状况，提供针对性的优化建议。5.1.3数据分析与优化确保数据的保密性、完整性和可用性。数据安全防护建立完善的备份和灾难恢复计划，确保系统稳定运行。系统备份与恢复机制对不同用户设定不同权限，记录所有操作行为，便于追溯和审计。权限管理与操作审计5.1.4系统安全与可靠性075.2监控终端测试项目5.2.1监控终端硬件测试测试监控终端在复杂电磁环境下的抗干扰能力，包括电磁兼容性（EMC）测试，以确保其在实际运行环境中能够正常工作。抗干扰能力检查监控终端的整体结构是否稳固，设计是否合理，是否满足相关标准和规范的要求。终端整体结构与设计对监控终端的硬件设备（如处理器、内存、存储等）进行性能测试，确保其性能稳定可靠，满足长时间运行的需求。硬件设备性能软件功能测试软件稳定性测试安全性测试5.2.2监控终端软件测试对监控终端的软件功能进行全面测试，包括数据采集、处理、存储、分析、报警等各项功能，确保其准确无误。通过长时间运行和模拟各种异常情况，测试监控终端软件的稳定性，以验证其在不同场景下的可靠性。对监控终端进行安全性测试，包括数据加密、用户权限管理、防止恶意攻击等方面，确保其数据传输和存储的安全性。通信接口测试检查监控终端的通信接口是否标准、稳定，能否与集群控制系统其他设备正常通信。数据传输速度测试测试监控终端的数据传输速度，包括上行（向控制系统发送数据）和下行（接收控制系统指令）的传输速度，确保其满足实时性的要求。通信稳定性测试在多种网络环境下（如有线、无线、移动网络等），测试监控终端的通信稳定性，以验证其在不同网络条件下的可靠性。5.2.3监控终端通信测试086测试系统6.1测试系统概述定义与功能测试系统是指用于对村镇光伏发电站集群控制系统进行全面、系统测试的整体架构和组成部分。重要性测试系统能够确保控制系统的性能、可靠性、安全性和稳定性，是光伏发电站集群正常运行的重要保障。包括测试服务器、仿真设备、数据采集装置等，用于模拟光伏发电站集群的实际运行环境和数据交互过程。硬件设备包括测试管理软件、仿真软件等，用于实现测试流程的自动化控制和数据记录分析功能。软件系统6.2测试系统组成可靠性测试系统应具有高可靠性，能够长时间稳定运行，确保测试结果的准确性和可信度。灵活性测试系统应具有一定的灵活性，能够适应不同规模和配置的光伏发电站集群的测试需求。准确性测试系统应能够准确模拟光伏发电站集群的实际运行状况，包括各种正常和异常情况。6.3测试系统技术要求测试准备6.4测试系统操作流程确定测试目标、搭建测试环境、准备测试数据等。测试执行按照测试计划执行各项测试任务，记录测试过程中的关键数据和现象。对测试结果进行定量和定性的分析评估，形成详细的测试报告。测试分析096.1一般要求整体性仿真测试系统应具备完整的系统架构，包括硬件、软件、通信等各个组成部分，以确保系统的稳定性和可靠性。模块化设计系统应采用模块化设计，便于各模块的独立开发和维护，同时提高系统的可扩展性。标准化接口各模块之间的接口应遵循国际或行业标准，以确保不同模块之间的兼容性和互操作性。010203仿真测试系统架构光伏发电站模拟仿真测试系统应能模拟光伏发电站的运行特性，包括光伏组件、逆变器、汇流箱等关键设备的性能参数。集群控制策略验证系统应支持对村镇光伏发电站集群控制策略的验证，包括功率预测、优化调度、故障诊断等功能。仿真测试系统应具备实时数据采集与监控功能，能够实时监测模拟光伏电站的运行状态，为控制策略的调整提供依据。实时数据采集与监控仿真测试功能要求01仿真测试系统应具有较高的准确性，能够真实反映村镇光伏发电站集群控制系统的实际运行情况。准确性02系统应具备快速响应能力，确保仿真测试结果的实时性和有效性。实时性03仿真测试系统应具有良好的稳定性，能够长时间稳定运行，以满足长期测试需求。稳定性仿真测试性能指标仿真测试系统应采取必要的数据加密和备份措施，确保测试数据的安全性和完整性。数据安全系统应具备较高的可靠性，能够抵御外部干扰和攻击，确保仿真测试的顺利进行。系统可靠性系统应建立完善的应急处理机制，包括故障预警、故障隔离、故障恢复等功能，以应对可能出现的异常情况。应急处理机制010203安全性与可靠性要求106.2仿真测试系统的功能要求系统建模功能能够建立包括光伏发电站、电网、储能系统、负荷等在内的全系统仿真模型，准确反映各组件的动静态特性。仿真运行功能提供连续、实时或加速的仿真运行方式，支持长时间跨度的仿真测试，以评估系统的长期运行性能。数据采集与分析功能能够实时采集仿真过程中的关键数据，如电压、电流、功率等，并进行统计分析，提供可视化的数据报表。仿真测试系统的基础功能故障模拟功能能够模拟光伏发电站中的常见故障，如组件失效、逆变器故障等，以测试系统在异常情况下的响应和恢复能力。支持对光伏发电站的关键参数进行配置优化，如组件选型、逆变器配置等，以寻求最佳的系统性能和经济效益。能够模拟光伏发电站并网过程中的动态行为，评估其对电网的影响以及并网性能的优劣。优化配置功能并网性能测试功能仿真测试系统的扩展功能确保仿真测试过程中数据的完整性、保密性和可用性，防止数据泄露或被非法篡改。数据安全系统稳定权限管理仿真测试系统应具有良好的稳定性和可靠性，能够长时间稳定运行，避免因系统崩溃或故障导致测试中断。建立完善的权限管理机制，对不同用户设定不同的操作权限，确保仿真测试系统的安全可控。仿真测试系统的安全要求116.3仿真测试系统的性能要求稳定性要求01仿真系统应能够长时间稳定运行，不出现崩溃或数据异常。02在进行大量仿真测试时，系统应保持稳定，并确保测试结果的准确性。系统应具备自动恢复功能，在异常情况发生后能够迅速恢复正常运行。03010203仿真测试系统应能够实时模拟光伏发电站的运行状态。系统应能够实时接收和处理各种控制指令，确保仿真测试的实时性。在进行仿真测试时，系统应提供实时的数据反馈和监控功能。实时性要求可扩展性要求01仿真测试系统应具备良好的可扩展性，能够支持更大规模的光伏发电站集群的仿真测试。02系统应能够方便地添加新的仿真模块和功能，以适应不断变化的测试需求。03在扩展系统时，应确保系统的稳定性和性能不受影响。易用性要求仿真测试系统应具备简洁明了的操作界面，方便用户进行使用。系统应提供详细的用户手册和操作指南，帮助用户快速熟悉系统的使用。在使用过程中，系统应提供必要的提示和反馈信息，以便用户及时了解测试情况。127测试步骤及结果判定确定测试目标和范围明确集群控制系统的测试要点，包括功能、性能、稳定性等方面。搭建测试环境根据测试需求，搭建符合实际运行环境的仿真测试平台，包括硬件设备、软件系统和网络通信等。准备测试数据收集和整理用于测试的输入数据，包括光伏电站的历史运行数据、模拟故障数据等。7.1测试准备按照设计要求，对集群控制系统的各项功能进行逐一测试，验证其是否符合预期。功能测试通过模拟不同负载和场景，测试集群控制系统的性能指标，如响应时间、处理速度、并发能力等。性能测试长时间运行测试，检查集群控制系统在持续工作过程中是否出现异常情况或性能下降。稳定性测试对集群控制系统进行安全漏洞扫描和攻防测试，评估其安全防护能力。安全性测试7.2测试步骤7.3结果判定测试报告撰写根据测试过程和结果，撰写详细的测试报告，包括测试目的、方法、数据、结果分析等。问题定位与解决针对测试中发现的问题，进行定位分析，并提出有效的解决方案。结果评估与反馈对测试结果进行综合评价，将评估结果反馈给相关研发团队，为后续优化提供参考。137.1集群监控主站功能测试7.1.1监控数据采集与处理01实时采集各光伏发电站的运行数据，包括但不限于电压、电流、功率等关键指标。02对采集到的数据进行预处理，包括数据清洗、格式转换等，以确保数据准确性和可用性。实现数据压缩与存储功能，降低存储成本，同时保证历史数据的可查询性。03010203根据预设的集群控制策略，对光伏发电站进行远程实时监控与调度。在满足电网安全稳定运行的前提下，优化各电站的出力分配，提高整体发电效率。实现对光伏发电站的启停控制、功率调节等具体操作。7.1.2集群控制策略执行与下发7.1.3故障诊断与预警机制01实时监测各光伏发电站的运行状态，及时发现并处理异常情况。02运用先进的故障诊断技术，准确定位故障原因，为维修人员提供有力支持。03建立完善的预警机制，对潜在故障进行预测，提前采取相应措施，确保系统稳定运行。7.1.4数据可视化与报表生成将采集到的运行数据以图表、曲线等形式进行直观展示，便于管理人员快速了解系统运行状况。根据用户需求，定制生成各类数据报表，为决策提供详实的数据支持。147.2监控终端功能测试实时数据采集与处理测试监控终端是否能够准确、实时地采集光伏发电站各项运行数据，如电压、电流、功率等，并进行必要的预处理。远程监控与控制验证监控终端是否支持远程实时监控与控制功能，确保操作人员可以远程对光伏发电站进行实时监控与调整。故障诊断与报警检测监控终端是否具备故障诊断与报警功能，能否在设备出现故障时及时发出报警信息，以便维修人员迅速处理。7.2.1监控终端基本功能测试数据传输稳定性测试监控终端在长时间运行过程中数据传输的稳定性，确保数据不会因传输问题而丢失或损坏。响应速度与准确性验证监控终端的响应速度和准确性，确保其能够在接收到指令后迅速做出反应，并准确执行相关操作。系统兼容性检测监控终端是否具有良好的系统兼容性，能否与不同厂商、不同型号的光伏发电设备实现无缝对接。7.2.2监控终端性能测试7.2.3监控终端安全性测试访问控制与权限管理验证监控终端是否支持严格的访问控制和权限管理功能，确保只有授权人员才能访问敏感数据和执行关键操作。数据加密与保密性测试监控终端是否具备数据加密功能，以确保传输过程中的数据安全性，防止数据泄露。系统稳定性与可靠性检测监控终端在异常情况下的稳定性和可靠性，如断电、断网等，确保其能够在恶劣环境下正常工作。15附录A(资料性)村镇光伏发电站集群控制系统仿真测试系统总体架构包括硬件和软件两部分，用于模拟光伏发电站集群的运行环境和控制逻辑。仿真测试平台包含多种类型的光伏发电站及集群控制模型，以支持不同场景下的仿真测试需求。仿真模型库负责对仿真测试过程中产生的数据进行采集、存储、分析和可视化展示。数据分析与处理模块系统组成仿真测试场景构建能够根据实际需求和测试目的，快速构建出符合要求的村镇光伏发电站集群控制仿真测试场景。仿真测试执行与控制通过仿真测试平台对构建的场景进行执行和控制，以模拟真实的光伏发电站集群运行过程。仿真测试结果分析与评估对仿真测试的结果进行深入分析和评估，为优化控制系统提供数据支持和改进建议。系统功能010203高度仿真系统能够精确地模拟光伏发电站集群的实际运行环境和控制逻辑，确保仿真测试的有效性和准确性。灵活配置支持根据不同需求灵活配置仿真模型和测试场景，以满足多样化的测试需求。强大的数据分析功能系统具备强大的数据处理和分析能力，能够深入挖掘仿真测试数据中的潜在信息和价值。系统特点16附录B(资料性)村镇光伏发电站集群控制系统仿真测试记录表010203基本信息区包括测试单位、测试人员、测试日期等基本信息，用于标识和追溯测试过程。测试项目区详细列出各项测试内容，如集群控制功能测试、数据采集与传输测试等，确保测试全面无遗漏。测试数据记录区针对每个测试项目，提供数据记录表格，用于填写实际测试数据，便于后续分