(高清版)GB∕T 38983.1-2020 虚拟同步机 第1部分：总则

ICS27.010F19中华人民共和国国家标准国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会ⅠGB/T38983《虚拟同步机》分为5个部分：—第2部分：风力发电虚拟同步发电机；—第3部分：光伏发电虚拟同步发电机；—第4部分：电力储能虚拟同步机；—第5部分：负荷侧虚拟同步机。本部分为GB/T38983的第1部分。本部分按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。本部分由中国电力企业联合会提出。本部分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。本部分起草单位：中国电力科学研究院有限公司、国网江苏省电力有限公司、国网冀北电力有限公司电力科学研究院、国网天津市电力公司、国网重庆市电力公司电力科学研究院、国电南瑞科技股份有限公司、许继集团有限公司、国网江西省电力有限公司、广西电网有限责任公司电力科学研究院、国网新源张家口风光储示范电站有限公司、东南大学、华北电力大学、重庆大学、湖南大学、江苏固德威电源科技股份有限公司。本部分主要起草人：盛万兴、吕志鹏、刘海涛、吴鸣、苏剑、孙丽敬、宋振浩、于辉、刘辉、王旭东、李俊杰、张伟、韦徵、秦晓辉、刘汉民、周柯、曹建博、苏丽宁、颜湘武、涂春鸣、范王建华、翁蓓蓓。1GB/T38983的本部分规定了虚拟同步机的基本规定、功能要求和性能要求。本部分适用于虚拟同步机的设计与应用。2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/T18451.2风力发电机组功率特性测试GB/T18487（所有部分）电动汽车传导充电系统GB/T19963风电场接入电力系统技术规定GB/T19964光伏发电站接入电力系统技术规定GB/T20234（所有部分）电动汽车传导充电用连接装置GB/T29319光伏发电系统接入配电网技术规定GB/T34120电化学储能系统储能变流器技术规范GB/T36548电化学储能系统接入电网测试规范GB/T37408光伏发电并网逆变器技术要求GB/T37409光伏发电并网逆变器检测技术规范3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1通过模拟同步机的惯量、内电势等机电暂态特性，使得端口的功率、电压运行外特性与同步机相似的电力电子变流系统或设备。3.2端口特性表现为发电机发电的虚拟同步机。3.3端口特性表现为负荷用电的虚拟同步机。3.4虚拟同步机有功功率随频率变化的变化率。f拟同步机额定有功功率为基准值）与系统频率变化量标幺值（以系统额定频率为基准值）的比值来表示。２f式中：ff增加或减少的多寡。ffff虚拟同步机无功功率随电压幅值变化的变化率。注：虚拟同步机无功调压系数通常用KＶ表示，计算方法如式所示。用虚拟同步机无功功率变化量标幺值（以虚拟同步机额定容量为基准）与并网点电压幅值变化量标幺值（以并网点所在电压等级对应的标称电压为基准）的比值来表示。式中：减少或增加的多寡；对于虚拟同步电动机，符号取正号，KＶ表征了随端口电压幅值的升降虚拟同步电动机消耗无功功率增加或减少的多寡。机并网点电压，单位为伏特。UＮ—并网点所在电压等级对应的标称电压，单位为伏特。VM物理意义上表示虚拟同步机的虚拟转子在额定转矩作用下从静止启动到转速达到额定值所需的时间。注：虚拟同步机惯性时间常数可等效为同步发电机的惯性时间常数，通常用TＪ表示，计算方法如式所示。式中：T虚拟同步机有功功率响应于系统频率变化率的特性，表征在系统频率变化过程中虚拟同步机由于虚拟转子动能变化而释放或吸收的电磁功率。注1：对于电压源型虚拟同步机，虚拟同步机的惯量响应还包括虚拟转子的转速和功角在不平衡转矩作用下不能突变而是按照转子运动方程变化的特性。f≈f3式中：3.8从系统频率升高或降低超过有功调频死区开始，虚拟同步发电机实际有功功率变化量达到有功目3.9从系统频率升高或降低超过有功调频死区开始，虚拟同步发电机实际有功功率变化量达到有功目从系统频率升高或降低超过有功调频死区开始，虚拟同步发电机实际有功实测值与有功目标值之4基本规定4.1虚拟同步机可包括电力电子变流器、等效转子的蓄能部分、控制部分等，应具备提供惯量功率或部分一次调频功率的功能。4.2应用于光伏发电并网的虚拟同步发电机除应满足本标准的规定外，还应满足GB/T37408、GB/T37409、GB/T19964、GB/T29319的相关规定。4.3应用于风力发电并网的虚拟同步发电机除应满足本标准的规定外，还应满足GB/T18451.2、GB/T19963的相关规定。4.4应用于储能并网的虚拟同步发电机除应满足本标准的规定外，还应满足GB/T36548、GB/T34120等相关规定。4.5应用于电动汽车充电桩的虚拟同步电动机除应满足本标准的规定外，还应满足GB/T18487（所有部分）、GB/T20234（所有部分）等相关规定。5功能要求5.1虚拟同步机应具备参与电网频率调节、电网电压调节、惯量响应和阻尼控制功能。5.2虚拟同步机应具备参与电网频率调节的功能。当系统频率偏差值大于系统频率偏差设定值时，虚拟同步机应自动调节有功功率，参与电网频率调节。5.3虚拟同步机应具备电网电压调节功能。当系统电压偏差值大于系统电压偏差设定值时，虚拟同步机应自动调节无功功率，参与电网电压调节。5.4虚拟同步机应具备惯量响应功能，当系统频率变化率大于系统频率变化率设定值时，虚拟同步机应自动调节有功功率，抑制电网频率快速变化。5.5虚拟同步机应具备阻尼控制功能，模拟同步机阻尼特性，使由外界作用或电力系统本身固有原因引起的功率振荡幅度逐渐下降，提高电力系统动态稳定性。46性能要求f6.1.2.2虚拟同步发电机有功调频动态响应曲线如图1所示，有功调频启动时间应满足下列规定：100ms。6.1.2.3虚拟同步发电机有功调频响应时间应满足下列规定：;6.1.2.4虚拟同步发电机有功调频调节时间应满足下列规定：;±2%PN说明：P0—有功功率初始值；P1—有功功率目标值；tttt图1有功调频动态响应曲线6.1.3有功调频有功功率调节幅度频导致发电设备脱网或者停机。6.2电网电压调节6.2.1