(高清版)GBT 40616-2021 村镇光伏发电站集群控制系统仿真测试技术要求

村镇光伏发电站集群控制系统仿真测试技术要求2021-10-11发布2022-05-01实施I前言 2规范性引用文件 13术语和定义 4基本规定 5测试项目 15.1监控主站测试项目 15.2监控终端测试项目 26测试系统 26.1一般要求 26.2仿真测试系统的功能要求 26.3仿真测试系统的性能要求 37测试步骤及结果判定 7.1集群监控主站功能测试 37.2监控终端功能测试 6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 8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 9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 Ⅲ本文件按照GB/T1.1—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。本文件由全国微电网与分布式电源并网标准化技术委员会(SAC/TC564)归口。本文件起草单位：东南大学、中国电力科学研究院有限公司、南京理工大学、国网江苏省电力有限公司电力科学研究院、国网安徽省电力有限公司、江苏鲲游能源技术有限公司、国网江苏省电力有限公司、国网北京市电力公司电力科学研究院。1村镇光伏发电站集群控制系统仿真测试技术要求本文件规定了村镇光伏发电站集群控制系统的仿真测试项目、测试系统、测试步骤及结果判定等。本文件适用于接入10kV及以下电压等级电网的村镇光伏发电站集群。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/T36116村镇光伏发电站集群控制系统功能要求DL/T634.5-101远动设备及系统第5-101部分：传输规约基本远动任务配套标准DL/T634.5-104远动设备就系统第5-104部分：传输规约采用标准传输协议集的IEC60870-5-3术语和定义GB/T36116界定的术语和定义适用于本文件。4基本规定4.1村镇光伏发电站集群控制系统的仿真测试应包括对集群控制系统监控主站和监控终端的功能测试。4.2村镇光伏发电站集群控制系统的仿真测试应通过实时仿真和被测硬件在环测试实现，实时仿真部分应具备对电力系统和通信系统的仿真能力。4.3仿真测试应编制测试大纲，包含测试项目、测试步骤、测试结果判定分析等，并制定安全预防措施。4.4仿真测试用仪器设备不应从被测对象上接取试验用电源。4.5测试前应将被测集群监控主站或监控终端等被测硬件、实时仿真装置、通信仿真系统通过测试系统接口互联，典型架构见附录A。4.6测试过程中应进行数据记录，记录表见附录B。4.7测试完成后应形成仿真测试报告，村镇光伏发电站集群控制系统仿真测试报告见附录C。4.8被测村镇光伏发电站集群控制系统的功能测试结果应满足GB/T36116的相关规定。5测试项目5.1监控主站测试项目村镇光伏发电站集群监控主站的测试项目应包括集群监控主站的基本功能测试和扩展功能测试，2仿真测试项目见表1。表1集群监控主站的仿真测试项目序号功能类型测试项目仿真测试1基本功能数据采集√2数据处理√3信息交互√4遥控功能/5电压/无功控制√6报警功能√7扩展功能有功功率控制√8集群辅助服务√5.2监控终端测试项目监控终端的测试项目应包括数据采集功能测试、有功功率控制功能测试和电压/无功控制功能测试，仿真测试项目见表2。表2监控终端仿真测试项目序号测试项目仿真测试1数据采集√2有功功率控制√3电压/无功控制√6测试系统6.1一般要求6.1.1村镇光伏发电站集群控制系统的仿真测试系统应包括实时仿真装置、通信仿真系统、集群监控主站或监控终端等被测硬件以及测试系统接口，仿真测试系统的典型架构见附录A。6.1.2仿真测试系统接口应具备在实时仿真装置、通信仿真系统、被测硬件三部分之间进行数据交互6.2仿真测试系统的功能要求6.2.1实时仿真装置应满足下列规定：a)具备村镇光伏发电站集群及其接入电网的仿真功能；b)具备电力系统负荷扰动、发电扰动、设备故障等多类型工况的仿真模拟能力；c)具备发出遥测信号及接收遥控、遥调信号的能力。36.2.2通信仿真系统应满足下列规定：a)具备光纤、电力线载波等多种通信方式的仿真模拟能力；b)具备堵塞、断线、冗余等通信系统工况的仿真模拟能力。6.2.3测试系统接口应支持DL/T634.5-101、DL/T634.5-104等通信规约或其他国内、国际标准通讯规约，应具备与被测村镇光伏发电站集群控制系统可靠通信的能力。6.3仿真测试系统的性能要求6.3.1实时仿真装置所采用的步长宜不大于50μs。6.3.2仿真测试系统的硬件配置应根据被测村镇光伏发电站集群控制系统及其接入电网实际规模选择，仿真测试系统所有内核的总处理器利用率宜小于60%。7测试步骤及结果判定7.1集群监控主站功能测试7.1.1集群监控主站数据采集功能测试7.1.1.1集群监控主站的数据采集功能测试，应包括集群监控主站对光伏发电站并网点的电流、电压、有功功率、无功功率、光伏发电量以及10kV接入光伏发电站上送的并网点开关状态信息数据采集功能的测试。7.1.1.2集群监控主站数据采集功能测试步骤应满足以下规定：a)仿真模拟监控终端发送光伏发电站并网点的电流、电压、有功功率、无功功率、光伏发电量、以及10kV接入光伏发电站上送的并网点开关状态信息等数据给集群监控主站；b)记录集群监控主站采集到的数据情况，数据采集记录周期应根据通信方式来确定，光纤通信方式下的数据采集记录周期小于3s,载波通信方式下的数据采集记录周期小于30s,记录次数应不少于3次，记录表见附录B中表B.1;c)重复上述测试3次；d)根据测试记录结果计算遥测综合误差率、遥信正确率、遥控正确率。7.1.1.3数据采集功能测试结果判定依据如下：a)合格的测试结果应同时满足以下要求：1)遥测综合误差率应小于1.5%;2)遥信正确率应大于99.9%;3)遥控正确率应为100%。b)任一次测试不合格，则测试不通过。7.1.2集群监控主站数据处理功能测试7.1.2.1集群监控主站数据处理功能测试，应包括集群监控主站对采集数据进行合理性检查、越限告警、数据备份、计算分析和处理功能的测试。7.1.2.2集群监控主站数据处理功能测试步骤应满足以下规定：a)利用集群监控主站采集并处理光伏发电站并网点的电流、电压、有功功率、无功功率、光伏发电量等仿真模拟数据(含正常数据和越限数据);b)记录集群监控主站数据处理前后的数据，记录表见表B.2;c)重复上述测试3次；d)根据记录结果进行采集数据合理性检查、越限告警、数据备份、计算分析和处理。47.1.2.3数据处理功能测试结果判定准则如下：a)合格的测试结果应同时满足以下要求：1)数据处理后数值应正确；2)数据越限时应正确告警；3)监控主站可对数据进行备份、计算分析和处理。b)任一次测试不合格，则测试不通过。7.1.3集群监控主站信息交互功能测试7.1.3.1集群监控主站与外部系统的信息交互功能测试，应包括并网点的电压、电流、频率、有功功率、无功功率、开关设备状态、光伏发电量等信息交互功能的测试。7.1.3.2集群监控主站与外部系统信息交互功能测试步骤应满足以下规定：a)搭建集群监控主站与外部系统(仿真模拟)的信息交互环境，交互信息应包括模拟并网点的电b)分别记录集群监控主站和外部系统通过信息交互获取到的数据，记录表见表B.3;c)重复上述测试3次；d)根据集群监控主站和外部系统各自记录结果进行数据合理性判断。7.1.3.3信息交互功能测试结果判定准则如下：a)合格的测试结果应同时满足以下要求：1)信息交互时数据传输应稳定；2)交互数据应无误差。b)任一次测试不合格，则测试不通过。7.1.4集群监控主站遥控功能测试7.1.4.1集群监控主站遥控功能测试，应包括集群监控主站对可控光伏发电站并网点开关进行遥控分合控制功能的测试。7.1.4.2集群监控主站遥控功能测试步骤应满足以下规定：a)被测集群监控主站发送并网点开关遥控信号到仿真模拟的光伏发电站，进行分合控制；b)记录被测光伏发电站的开关分合状态，记录表见表B.4;c)重复上述测试3次；d)根据记录结果进行遥控功能正确性判断。7.1.4.3遥控功能测试结果判定准则如下：a)合格的测试结果应同时满足以下要求：1)遥控正确率应为100%;2)光纤通信方式下遥控执行时间应小于10s;载波通信方式下遥控执行时间应小于60s。b)任一次测试不合格，则测试不通过。7.1.5集群监控主站电压/无功控制功能测试7.1.5.1集群监控主站电压/无功控制功能测试，应包括上级调度系统下发到光伏发电站集群的无功功率控制指令的执行、集群内可控光伏发电站无功出力的优化分配、电压/无功调节指令下发等功能的测试。7.1.5.2集群监控主站电压/无功控制功能测试步骤应满足以下规定：a)设置上级调度系统无功功率控制指令变化工况(如发电扰动、负荷扰动等),并下发到集群监控5b)集群监控主站接收并执行上级调度系统下发的无功功率控制指令，在集群内可控光伏发电站间进行无功出力的优化分配，下发电压/无功调节指令到可控光伏发电站；c)记录上级调度系统下发的无功功率控制指令、集群监控主站接收并执行的无功功率控制指令、集群内可控光伏发电站接收的电压/无功调节指令，并记录集群内可控光伏发电站接收到电压/无功调节指令后电压/无功出力仿真波形，记录表见表B.5;d)重复上述测试3次；e)根据记录结果和仿真测试波形分析电压控制和无功功率控制功能执行情况。7.1.5.3电压/无功控制功能测试结果判定准则如下：a)合格的测试结果应同时满足以下要求：1)集群监控主站接收的上级调度系统下发的无功功率控制指令应无误差；2)集群监控主站下发的电压/无功调节指令应无误差；3)不同工况下电压/无功出力仿真波形应符合工况变化特性。b)任一次测试不合格，则测试不通过。7.1.6集群监控主站报警功能测试7.1.6.1集群监控主站报警功能测试，应包括集群监控主站的报警级别定义、报警确认与清除、报警信息存储、报警统计分析、报警查询、主要事件顺序显示功能的测试。7.1.6.2集群监控主站报警功能测试步骤应满足以下规定：a)仿真不同级别的报警信号，并发送到集群监控主站，集群监控主站根据报警级别进行告警；b)报警后验证集群监控主站上的报警确认与清除、报警信息存储、报警统计分析、报警查询、主要事件顺序显示等功能，记录表见表B.6;c)重复上述测试3次；d)根据记录结果进行报警功能判断。7.1.6.3集群监控主站报警功能测试结果判定准则如下：a)合格的测试结果应同时满足以下要求：1)集群监控主站应能及时报警，并正确显示报警级别；2)报警确认与清除、报警信息存储、报警统计分析、报警查询、主要事件顺序显示等功能应正常。b)任一次测试不合格，则测试不通过。7.1.7集群监控主站有功功率控制功能测试7.1.7.1集群监控主站有功功率功能测试，应包括集群监控主站根据光伏发电站装机容量进行集群内可控光伏发电站有功出力优化分配并下发有功功率调节指令功能的测试。7.1.7.2集群监控主站有功功率功能测试步骤应满足以下规定：a)集群监控主站根据光伏发电站装机容量优化分配集群内可控光伏发电站有功出力，并下发有功功率调节指令到可控光伏发电站；b)记录集群监控主站执行的有功功率控制指令、集群内可控光伏发电站接收的有功功率调节指令，并记录集群内可控光伏发电站接收到有功功率调节后有功出力仿真波形，记录表见表B.7;c)重复上述测试3次；d)根据记录结果和仿真测试波形分析电压控制和无功功率控制功能执行情况。7.1.7.3集群监控主站有功功率功能测试结果判定准则如下：a)合格的测试结果应同时满足以下要求：61)监控主站下发的有功调节指令应无误差；2)不同工况下有功出力仿真波形应符合工况变化特性。b)任一次测试不合格，则测试不通过。7.1.8集群监控主站集群辅助服务功能测试7.1.8.1集群监控主站辅助功能测试，应包括集群监控主站参与电网电压、频率调节及应急控制功能的测试。7.1.8.2集群监控主站辅助功能测试步骤应满足以下规定：a)设置电网变化工况(如电压调节需求变化、频率调节需求变化、应急控制需求等),并下发电压、频率调节指令到监控主站；b)记录电压、频率调节指令下发前后集群内可控光伏发电站的出力波形，记录表见表B.8;c)重复上述测试3次；d)根据记录结果分析集群辅助服务功能。7.1.8.3集群监控主站辅助功能测试结果判定准则如下：a)合格的测试结果应同时满足以下要求：1)监控主站下发的电压、频率调节指令应无误差；2)不同工况下电压、频率仿真波形应符合工况变化特性。b)任一次测试不合格，则测试不通过。7.2监控终端功能测试7.2.1监控终端数据采集功能测试7.2.1.1监控终端数据采集功能测试，应包括监控终端对光伏发电站并网点电流、电压、有功功率、无功功率、发电量以及10kV接入光伏发电站上传的并网点开关状态信息的数据采集功能测试。7.2.1.2监控终端数据采集功能测试步骤应满足以下规定：a)被测监控终端采集获取光伏发电站并网点的电流、电压、有功功率、无功功率、光伏发电量、以及10kV接入光伏发电站上传的并网点开关状态信息等数据；b)记录监控终端采集到的数据，数据采集记录周期应根据通信方式来确定，光纤通信方式下的数据采集记录周期小于3s,载波通信方式下的数据采集记录周期小于30s,记录次数应不少于3次，记录表参见表B.9;c)重复上述测试3次；d)根据记录结果计算遥测综合误差率、遥信正确率、遥控正确率。7.2.1.3监控终端数据采集功能测试结果判定准则如下：a)合格的测试结果应同时满足以下要求：1)遥测综合误差率小于1.5%;2)遥信正确率大于99.9%;3)遥控正确率应为100%。b)任一次测试不合格，则测试不通过。7.2.2监控终端有功功率控制功能测试7.2.2.1监控终端有功功率控制功能测试，应包括监控终端接收并执行集群监控主站的有功出力控制指令、向站内光伏逆变器发出启停控制指令或分配有功功率控制指令功能的测试。7.2.2.2监控终端有功功率控制功能测试步骤应满足以下规定：7a)设置监控终端接收并执行集群监控主站的有功出力控制指令，并向站内光伏逆变器发出启停控制指令或分配有功功率控制指令功能；b)记录有功功率调节指令下发前后集群内可控光伏发电站的有功出力波形，记录表见表B.10;c)重复上述测试3次；d)根据记录结果分析有功功率控制功能的有效性。7.2.2.3监控终端有功功率控制功能测试结果判定准则如下：a)合格的测试结果应同时满足以下要求：1)监控终端接收并执行的有功调节指令应无误差；2)被测监控终端对应的光伏电站接收到的有功功率控制指令应无误差，其有功出力波形应能根据下发的有功功率调节指令变化而变化。b)任一次测试不合格，则测试不通过。7.2.3监控终端电压/无功控制功能测试7.2.3.1监控终端电压/无功控制功能测试，应包括监控终端接收并执行集群监控主站发送的电压/无功控制指令、向站内光伏逆变器发出启停控制指令或分配无功功率控制指令功能的测试。7.2.3.2监控终端电压/无功控制功能测试步骤应满足以下规定：a)设置监控终端接收并执行集群监控主站发送的电压无功控制指令，并向站内光伏逆变器发出启停控制指令或分配无功功率控制指令功能；b)记录电压/无功调节指令下发前后集群内可控光伏发电站的电压/无功出力波形，记录表见表B.11;c)重复上述测试3次；d)根据记录结果分析电压/无功控制功能的有效性。7.2.3.3监控终端电压/无功控制功能测试结果判定准则如下：a)合格的测试结果应同时满足以下要求：1)监控终端接收并执行的电压/无功调节指令应无误差；2)被测监控终端对应的光伏电站接收到的电压/无功控制指令应无误差，其电压/无功出力波形应根据下发的调节指令变化。b)任一次测试不合格，则测试不通过。8(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村镇光伏发电站集群控制系统仿真测试系统的总体架构见图A.1。实时仿真装置实时仿真装置测试系统接山被测硬件集群监控主站通信网节点1节点2控端监终电力网络图A.1村镇光伏发电站集群控制系统仿真测试系统总体架构测试系统包括实时仿真装置、通信仿真系统、被测硬件以及测试系统接口四个部分：a)实时仿真装置：模拟村镇电网、负荷、村镇光伏发电站集群等；b)通信仿真系统：模拟村镇光伏发电站集群控制系统对应的通信系统；c)被测硬件：是被测集群监控系统的集群监控主站或监控终端硬件；d)测试系统接口：连接实时仿真装置、通信仿真系统和被测硬件的接口，用于实现三个部分之间的数据交互及传输。9(资料性)村镇光伏发电站集群控制系统仿真测试记录表B.1集群监控主站数据采集功能仿真测试记录表，见表B.1。表B.1集群监控主站数据采集功能仿真测试记录表测试次数被测信号类型遥测综合误差率遥信正确率遥控正确率结果判定遥测信号遥信信号遥控信号123功能测试结果判定：是否“通过”□是□否注：“√”表示测试结果为“合格”,“×”表示测试结果“不合格”。B.2集群监控主站数据处理功能仿真测试记录表，见表B.2。表B.2集群监控主站数据处理功能仿真测试记录表测试次数被测数据类型数据合理性检查数据越限告警数据备份、计算分析和处理结果判定正常数据越限数据123功能测试结果判定：是否“通过”□是□否注：“√”表示测试结果为“合格”,“×”表示测试结果“不合格”。表B.3集群监控主站信息交互功能仿真测试记录表测试次数信息交互前数据信息交互后数据数据稳定性判断误差是否合格结果判定123功能测试结果判定：是否“通过”□是□否B.4集群监控主站遥控功能仿真测试记录表，见表B.4。表B.4集群监控主站遥控功能仿真测试记录表测试次数遥控前遥控后遥控正确率遥控执行时间结果判定开关分合状态开关分合状态光纤载波123功能测试结果判定：是否“通过”□是□否B.5集群监控主站电压/无功控制功能仿真测试记录表，见表B.5。表B.5集群监控主站电压/无功控制功能仿真测试记录表测试次数电压控制无功功率控制仿真波形合格性判定结果判定上级调度指令主站下发指令光伏接收指令上级调度指令主站下发指令光伏接收指令电压波形是否合格无功出力波形是否合格123功能测试结果判定：是否“通过”□是□否注：“√”表示测试结果为“合格”,“×”表示测试结果“不合格”。B.6集群监控主站报警功能仿真测试记录表，见表B.6。表B.6集群监控主站报警功能仿真测试记录表测试次数报警响应是否及时报警级别是否正确报警确认与清除、报警信息存储、报警统计分析、报警查询、主要事件顺序显示等功能结果判定123功能测试结果判定：是否“通过”□是□否B.7集群监控主站有功功率控制功能仿真测试记录表，见表B.7。表B.7集群监控主站有功功率控制功能仿真测试记录表测试次数有功功率控制有功出力波形是否合格结果判定主站指令下发指令123功