Tiêu chuẩn TCVN 10687-27-2:2025 về Hệ thống phát điện gió - Phần 27-2

• Số hiệu: TCVN10687-27-2:2025
• Loại văn bản: Tiêu chuẩn Việt Nam
• Nơi ban hành: ***
• Người ký: ***
• Ngày ban hành: Năm 2025

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 10687-27-2:2025

IEC 64100-27-2:2020

HỆ THỐNG PHÁT ĐIỆN GIÓ - PHẦN 27-2: MÔ HÌNH MÔ PHỎNG ĐIỆN - XÁC NHẬN MÔ HÌNH

Wind energy generation systems - Part 27-2: Electrical simulation modes - Model validation

Lời nói đầu

TCVN 10687-27-2:2025 hoàn toàn tương đương với IEC 61400-27-2:2020;

TCVN 10687-27-2:2025 do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC/E13 Năng lượng tái tạo biên soạn, Viện Tiêu chuẩn Chất lượng Việt Nam đề nghị, Ủy ban Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng Quốc gia thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

Bộ TCVN 10687 (IEC 61400), Hệ thống phát điện gió gồm các phần sau:

...

...

...

- TCVN 10687-3-1:2025 (IEC 61400-3-1:2019), Phần 3-1: Yêu cầu thiết kế đối với tuabin gió cố định ngoài khơi

- TCVN 10687-3-2:2025 (IEC 61400-3-2:2025), Phần 3-2: Yêu cầu thiết kế đối với tuabin gió nổi ngoài khơi

- TCVN 10687-4:2025 (IEC 61400-4:2025), Phần 4: Yêu cầu thiết kế hộp số tuabin gió

- TCVN 10687-5:2025 (IEC 61400-5:2020), Phần 5: Cánh tuabin gió

- TCVN 10687-6:2025 (IEC 61400-6:2020), Phần 6: Yêu cầu thiết kế tháp và móng

- TCVN 10687-11:2025 (IEC 61400-11:2018), Phần 11: Yêu cầu thiết kế tháp và móng

- TCVN 10687-12:2025 (IEC 61400-12:2022), Phần 12: Đo đặc tính công suất của tuabin gió phát điện - Tổng quan

- TCVN 10687-12-1:2023 (IEC 61400-12-1:2022), Phần 12-1: Đo hiệu suất năng lượng của tuabin gió phát điện

- TCVN 10687-12-2:2023 (IEC 61400-12-2:2022), Phần 12-2: Hiệu suất năng lượng của tuabin gió phát điện dựa trên phép đo gió trên vỏ tuabin

...

...

...

- TCVN 10687-12-4:2023 (IEC TR 61400-12-4:2020), Phần 12-4: Hiệu chuẩn vị trí bằng số đối với thử nghiệm hiệu suất năng lượng của tuabin gió

- TCVN 10687-12-5:2025 (IEC 61400-12-5:2022), Phần 12-5: Đặc tính công suất - Đánh giá chướng ngại vật và địa hình

- TCVN 10687-12-6:2025 (IEC 61400-12-6:2022), Phần 12-6: Hàm truyền vỏ tuabin dựa trên phép đo của tuabin gió phát điện

- TCVN 10687-13:2025 (IEC 61400-13:2021), Phần 13: Đo tải cơ học

- TCVN 10687-14:2025 (IEC TS 61400-14:2005), Phần 14: Công bố mức công suất âm biểu kiến và giá trị tính âm sắc

- TCVN 10687-21:2018 (IEC 61400-21:2008), Phần 21: Đo và đánh giá đặc tính chất lượng điện năng của tuabin gió nối lưới

- TCVN 10687-22:2018, Phần 22: Hướng dẫn thử nghiệm và chứng nhận sự phù hợp

- TCVN 10687-23:2025 (IEC 61400-23:2014), Phần 23: Thử nghiệm kết cấu đầy đủ của cánh rôto

- TCVN 10687-24:2025 (IEC 61400-24:2024), Phần 24: Bảo vệ chống sét

...

...

...

- TCVN 10687-25-2:2025 (IEC 61400-25-2:2015), Phần 25-2: Truyền thông để giám sát và điều khiển nhà máy điện gió - Mô hình thông tin

- TCVN 10687-25-3:2025 (IEC 61400-25-3:2015), Phần 25-3: Truyền thông để giám sát và điều khiển nhà máy điện gió - Mô hình dữ liệu

- TCVN 10687-25-4:2025 (IEC 61400-25-4:2016), Phần 25-4: Truyền thông để giám sát và điều khiển nhà máy điện gió - Ánh xạ hồ sơ truyền thông

- TCVN 10687-25-5:2025 (IEC 61400-25-5:2017), Phần 25-5: Truyền thông để giám sát và điều khiển nhà máy điện gió - Thử nghiệm sự phù hợp

- TCVN 10687-25-6:2025 (IEC 61400-25-6:2016), Phần 25-6: Truyền thông để giám sát và điều khiển nhà máy điện gió - Các lớp nút logic và các lớp dữ liệu để giám sát tình trạng

- TCVN 10687-25-71:2025 (IEC 61400-25-71:2019), Phần 25-71: Truyền thông để giám sát và điều khiển nhà máy điện gió - Ngôn ngữ mô tả cấu hình

- TCVN 10687-26-1:2025 (IEC 61400-26-1:2019), Phần 26-1: Tính khả dụng của hệ thống phát điện gió

- TCVN 10687-27-1:2025 (IEC 61400-27-1:2020), Phần 27-1: Mô hình mô phỏng điện - Mô hình chung

- TCVN 10687-27-2:2025 (IEC 61400-27-2:2020), Phần 27-2: Mô hình mô phỏng điện - Xác nhận mô hình

...

...

...

- TCVN 10687-50-1:2025 (IEC 61400-50-1:2022), Phần 50-1: Đo gió - Ứng dụng các thiết bị đo lắp trên cột khí tượng, vỏ tuabin và mũ hub

- TCVN 10687-50-2:2025 (IEC 61400-50-2:2022), Phần 50-2: Đo gió - Ứng dụng công nghệ cảm biến từ xa lắp trên mặt đất

- TCVN 10687-50-3:2025 (IEC 61400-50-3:2022), Phần 50-3: Sử dụng lidar lắp trên vỏ tuabin để đo gió

HỆ THỐNG PHÁT ĐIỆN GIÓ – PHẦN 27-2: MÔ HÌNH MÔ PHỎNG ĐIỆN – XÁC NHẬN MÔ HÌNH

Wind energy generation systems - Part 27-2: Electrical simulation models - Model validation

1  Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định các quy trình xác nhận cho các mô hình mô phỏng điện của máy phát điện gió và nhà máy điện gió, nhằm sử dụng trong các phân tích hệ thống điện và ổn định lưới điện. Các quy trình xác nhận dựa trên các thử nghiệm quy định trong IEC 61400-21 (tất cả các phần). Các quy trình xác nhận áp dụng cho các mô hình chung được quy định trong TCVN 10687-27-1 (IEC 61400-27-1) và các mô hình nhà máy điện gió cùng máy phát điện gió với tần số cơ sở khác.

Các quy trình xác nhận cho các mô hình máy phát điện gió tập trung vào khả năng duy trì vận hành ở chế độ sự cố và tính năng điều khiển. Khả năng duy trì vận hành ở chế độ sự cố bao gồm sự đáp ứng với sự cố điện áp thấp cân bằng và không cân bằng cũng như quá điện áp. Tính năng điều khiển bao gồm điều khiển công suất tác dụng, điều khiển tần số, điều khiển quán tính ảo và điều khiển công suất phản kháng. Các quy trình xác nhận cho các mô hình máy phát điện gió dựa trên các kiểm tra quy định trong IEC 61400-21-1.

...

...

...

Các quy trình xác nhận cho các mô hình nhà máy điện gió chưa được quy định chi tiết vì IEC 61400-21-2, quy định các kiểm tra đối với nhà máy điện gió, vẫn đang ở giai đoạn phát triển sơ khai. Các quy trình xác nhận cho các mô hình nhà máy điện gió liên quan đến điểm đấu nối của nhà máy điện gió. Các quy trình xác nhận được quy định trong TCVN 10687-27-2 (IEC 61400-27-2) dựa trên việc so sánh giữa phép đo thực tế và mô phỏng, và không phụ thuộc vào việc lựa chọn công cụ mô phỏng phần mềm.

2  Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn sau đây rất cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi (nếu có).

TCVN 10687-27-1 (IEC 61400-27-1), Hệ thống phát điện gió - Phần 27-1: Mô hình mô phỏng điện - Mô hình chung

IEC 60050-415:1999, International Electrotechnical Vocabulary (IEV) - Part 415: Wind turbine generator systems (Từ vựng kỹ thuật điện quốc tế (IEV) - Phần 415: Hệ thống phát điện gió)

IEC 61400-21-1:2019, Wind energy generation systems - Part 21-1: Measurement and assessment of electrical characteristics - Wind turbines (Hệ thống phát điện năng lượng gió - Phần 21-1: Đo và đánh giá chất lượng điện năng - Tua bin gió)

3  Thuật ngữ, định nghĩa, chữ viết tắt và chỉ số dưới

3.1  Thuật ngữ và định nghĩa

Tiêu chuẩn này sử dụng các thuật ngữ và định nghĩa nêu trong IEC 60050-415 và các thuật ngữ và định nghĩa dưới đây.

...

...

...

Phạm vi ứng dụng (application range)

Thông số điều kiện biên cho tình huống mà mô hình mô phỏng điện có thể áp dụng

3.1.2

Công suất tác dụng khả dụng (available active power)

Công suất tác dụng tối ưu được dự đoán của tuabin gió hoặc nhà máy điện gió, dựa trên đường cong công suất và tốc độ gió đo được hoặc là kết quả đầu ra từ bộ điều khiển tuabin hoặc bộ điều khiển nhà máy điện gió, với nhiều thông số hơn được đưa vào tính toán.

3.1.3

Đơn vị cơ sở (base unit)

Đơn vị của giá trị tham số, là giá trị cơ sở theo đơn vị tương đối nếu giá trị tham số được cho bằng đơn vị tương đối hoặc là theo đơn vị vật lý nếu giá trị tham số được cho bằng đơn vị vật lý.

3.1.4

...

...

...

Mô hình có thể điều chỉnh để mô phỏng các máy phát điện gió hoặc nhà máy điện gió khác nhau bằng cách thay đổi các tham số mô hình

3.1.5

Bước thời gian tích phân (integration time step)

Khoảng thời gian mô phỏng giữa hai giải pháp số liên tiếp của các phương trình vi phân của mô hình

3.1.6

Thành phần (thứ tự) nghịch (của hệ thống ba pha) (negative (sequence) component (of a three-phase system)

Một trong ba thành phần thứ tự đối xứng tồn tại chỉ trong hệ thống ba pha không đối xứng của các đại lượng hình sin và được xác định bởi biểu thức toán học số phức sau đây:

Trong đó a là toán tử với góc 120° ( a=1<120°, a2=1<240°), và X_L1,X _L2 và X _L3 là các biểu thức phức của các đại lượng pha liên quan, và X đại diện cho các pha dòng điện hoặc điện áp của hệ thống.

...

...

...

3.1.7

Công suất tác dụng danh nghĩa (nominal active power)

Giá trị danh nghĩa của công suất tác dụng, được công bố bởi nhà sản xuất và được sử dụng như một đơn vị cơ sở cho tất cả các công suất (công suất tác dụng, công suất phản kháng, công suất biểu kiến)

[NGUỒN: IEC 61400-21-1:2019, 3.15, đã chỉnh sửa - Xóa "turbine gió" ]

3.1.8

Điện áp danh nghĩa (nominal voltage)

Giá trị danh nghĩa của điện áp dây đấu, được công bố bởi nhà sản xuất và được sử dụng như một đơn vị cơ sở

3.1.9

Vượt quá tải (overshoot)

...

...

...

Chú thích 1: Vượt quá được xác định bởi phản hồi đối với sự thay đổi theo bậc của biến tham chiếu trong bộ điều khiển, xem Hình 5.

[NGUỒN: IEC 61400-21-1:2019, 3.47, đã chỉnh sửa - CHÚ THÍCH đã được thay đổi]

3.1.10

Giá trị biên độ phức hiệu dụng RMS (complex RMS value)

Giá trị biên độ phức hiệu dụng RMS biểu diễn một đại lượng hình sin bằng một số phức có đối số bằng pha ban đầu và độ lớn bằng giá trị RMS.

Chú thích 1: Đối với đại lượng pha là  trong đó  là giá trị RMS và  là pha ban đầu. Một giá trị biên độ phức hiệu dụng cũng có thể được biểu diễn bằng đồ họa.

Chú thích 2: Giá trị biên độ phức hiệu dụng dòng điện I và giá trị biên độ phức hiệu dụng điện áp U thường được sử dụng.

Chú thích 3: Biểu diễn tương tự với độ lớn bằng biên độ cũng đôi khi được gọi là "phasor".

[Nguồn: IEC 60050-103:2017, 103-07-14]

...

...

...

Điểm đấu nối (point of connection)

Điểm tham chiếu trên hệ thống điện nơi các thiết bị điện của người dùng được kết nối

[NGUỒN: IEC 60050-617:2009, 617-04-01]

3.1.12

Thành phần thứ tự thuận (của hệ thống ba pha) (positive (sequence) component (of a three-phase system))

Một trong ba thành phần thứ tự đối xứng tồn tại trong hệ thống ba pha đối xứng và không đối xứng của các lượng hình sin và được xác định bằng biểu thức toán số phức sau đây:

Trong đó a là toán tử với góc 120 độ, và X_L1,X _L2 và X _L3 là các biểu thức phức của các đại lượng pha liên quan, và X đại diện cho biên độ điện áp hoặc dòng điện của hệ thống

[NGUỒN: IEC 60050-448:1995, 448-11-27]

...

...

...

Tính ổn định hệ thống điện (power system stability)

Khả năng của hệ thống điện để khôi phục lại trạng thái cân bằng ổn định, được đặc trưng bởi hoạt động đồng bộ của các máy phát sau một sự cố do biến đổi công suất hoặc trở kháng IEC 61400-27-2:2020

CHÚ THÍCH 1: Nhóm công việc chung IEEE/CIGRE về Thuật ngữ và Định nghĩa ổn định hệ thống điện: Ổn định hệ thống điện là khả năng của hệ thống điện, với một điều kiện hoạt động ban đầu cho trước, khôi phục lại trạng thái cân bằng hoạt động sau sự cố vật lý, với hầu hết các biến số hệ thống giới hạn sao cho hệ thống vẫn nguyên vẹn.

[NGUỒN: IEC 60050-603:1986, 603-03-01, đã được sửa đổi - thêm CHÚ THÍCH 1]

3.1.14

Trạng thái gần xác lập của hệ thống (quasi steady state of a system)

Trạng thái ổn định trong thời gian ngắn, ví dụ như trong trường hợp sụt áp hoặc quá áp kéo dài đủ lâu để các thông số trạng thái của hệ thống có thể coi là không thay đổi đáng kể.

3.1.15

Thời gian phản ứng (reaction time)

...

...

...

CHÚ THÍCH 1: Thời gian phản ứng được xác định bằng phản ứng với bước nhảy của biến số tham chiếu của bộ điều khiển, xem Hình 5.

[NGUỒN: IEC 61400-21-1:2019, 3.48, đã được sửa đổi - CHÚ THÍCH cho mục nhập đã được thay đổi]

3.1.16

Biến tham chiếu (reference variable)

Biến số tại ngõ vào cho một thành phần so sánh trong một hệ thống điều khiển, thiết lập giá trị mong muốn của biến số được điều khiển và được trừ đi từ biến số lệnh.

[NGUỒN: IEC 60050-351:2013, 351-48-02, đã được sửa đổi - CHÚ THÍCH và hình đã bị xóa]

3.1.17

Thời gian đáp ứng (response time)

Thời gian từ khi bắt đầu bước nhảy hoặc bắt đầu của sự kiện đến khi giá trị quan sát lần đầu tiên nằm trong dải dung sai được xác định trước của giá trị mục tiêu.

...

...

...

[NGUỒN: IEC 61400-21-1:2019, 3.44, đã chỉnh sửa - CHÚ THÍCH đã thay đổi]

3.1.18

Thời gian tăng (rise time)

Thời gian từ khi giá trị quan sát đạt 10% của bước nhảy đến khi giá trị đạt 90% của bước nhảy.

CHÚ THÍCH 1: Thời gian lên được xác định bằng phản ứng với bước nhảy của biến số tham chiếu của bộ điều khiển, xem Hình 5.

[NGUỒN: IEC 61400-21-1:2019, 3.46, đã chỉnh sửa - CHÚ THÍCH đã thay đổi]

3.1.19

Thời gian để xác lập (settling time)

Thời gian từ khi bắt đầu bước nhảy đến khi giá trị quan sát liên tục nằm trong dải dung sai đã xác định của giá trị mục tiêu.

...

...

...

[NGUỒN: IEC 61400-21-1:2019, 3.45, đã chỉnh sửa - CHÚ THÍCH đã thay đổi]

3.1.20

Công suất ngắn mạch (short-circuit power)

Tích của dòng điện trong một mạch ngắn mạch tại một điểm của hệ thống và một điện áp danh nghĩa, thường là điện áp vận hành.

CHÚ THÍCH 1: Dòng điện quá độ và siêu quá độ không được xem xét.

[NGUỒN: IEC 60050-601:1985, 601-01-14, đã chỉnh sửa - CHÚ THÍCH 1 đã thêm vào]

3.1.21

Biến trạng thái của hệ thống (system state variables)

Các đại lượng liên quan đến trạng thái điện của hệ thống.

...

...

...

[NGUỒN: IEC 60050-603:1986, 603-02-02]

3.1.22

Giá trị mục tiêu (target value)

Giá trị cuối cùng của biến tham chiếu sau khi bước nhảy.

CHÚ THÍCH 1: Thời gian phản ứng được minh họa trong Hình 5.

3.1.23

Tương đương Thevenin (Thevenin equivalent)

Biểu diễn tương đương của một mạch bằng một điện áp Thevenin nối tiếp với một trở kháng Thevenin

3.1.24

...

...

...

Khoảng thời gian mà các hiện tượng điện từ đo được không được bao gồm trong các mô hình tần số cơ sở.

3.1.25

Sụt áp (voltage dip)

Sự giảm đột ngột và tạm thời của độ lớn điện áp trong lưới điện cung cấp điện, kèm theo sự thay đổi pha liên quan.

CHÚ THÍCH 1: Trong một số bài báo, ấn phẩm, thuật ngữ "sụt điện áp" cũng được sử dụng cho sự kiện này.

[NGUỒN: IEC 61400-21-1:2019, 3.26]

3.1.26

Tăng áp (voltage swell)

Sự tăng đột ngột và tạm thời của độ lớn điện áp trong lưới điện cung cấp điện, vượt quá giá trị danh nghĩa và kèm theo sự thay đổi pha liên quan.

...

...

...

3.1.27

Nhà máy điện gió (wind power plant)

Trạm điện bao gồm một hoặc nhiều tuabin gió, cùng với các thiết bị phụ trợ và hệ thống điều khiển của nhà máy.

3.1.28

Tuabin gió (wind turbine)

Thiết bị quay trong đó năng lượng gió được chuyển đổi thành một dạng năng lượng khác.

[NGUỒN: IEC 60050-415:1999, 415-01-01]

3.1.29

Các điểm đấu nối của tuabin gió (wind turbine terminals)

...

...

...

CHÚ THÍCH 1: Cùng một định nghĩa trong IEC 61400-21-1, xác định điểm đo của các thử nghiệm.

3.2  Viết tắt và chỉ số dưới

3.2.1  Viết tắt

Các từ viết tắt sau được sử dụng trong tiêu chuẩn này:

CIGRE

the International Council on Large Electric Systems

Hội đồng Quốc tế về Hệ thống Điện Lớn

IEEE

the Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc

...

...

...

WP

wind power plant

Nhà máy năng lượng gió

WT

wind turbine

Tuabin gió

WTT

WT terminals

Các điểm đấu nối của WT

...

...

...

base

E

MAE

max

ME

mea

MXE

n

u

...

...

...

sim

WT

giá trị cơ sở theo hệ đơn vị tương đối

sai số giữa mô phỏng và đo

sai số tuyệt đối trung bình giữa mô phỏng và phép đo

tối đa

sai số trung bình giữa mô phỏng và phép đo

phép đo

sai số tối đa giữa mô phỏng và phép đo

...

...

...

điện áp

giá trị tham chiếu của WT

biến mô phỏng

thông số tại WTT

4  Ký hiệu và đơn vị

4.1  Quy định chung

Trong tiêu chuẩn này, giá trị điện áp và dòng điện là thành phần cơ sở thứ tự thuận, trừ khi có quy định khác.

Các ký hiệu sau đây được sử dụng trong tiêu chuẩn. Chữ cái nhỏ dùng để chỉ các giá trị theo hệ đơn vị tương đối trên mỗi đơn vị. Chữ cái in hoa dùng để chỉ các giá trị theo hệ đơn vị tương đối vật lý. Đơn vị của các giá trị đơn vị vật lý được ghi trong ngoặc đơn. Đối với các giá trị theo hệ đơn vị tương đối trên mỗi đơn vị, cơ số được ghi trong ngoặc đơn. Ký hiệu của máy phát điện bao gồm công suất tác dụng và phản kháng, cũng như dòng điện tác dụng và phản kháng, theo quy ước.

4.2  Ký hiệu (đơn vị)

...

...

...

tần số cắt của bộ lọc giảm chấn tới hạn theo mô tả trong Phụ lục E(Hz)

I_base

dòng điện cơ sở theo hệ đơn vị tương đối

i_p120

Dòng điện tác dụng thứ tự thuận hoặc thứ tự nghịch được tính từ trình tự dòng hoạt động được xử lý từ i_raw theo IEC 61400-21-1 (quy ước dấu của máy phát)(I_base)

i_pds

Dòng điện tác dụng giảm mẫu theo chuỗi thời gian xử lý theo 6.4.2 (I_base)

i_pfun

Dòng điện tác dụng mô phỏng của chuỗi thời gian xử lý theo 6.4.2 (i_base)

...

...

...

Dòng điện phản kháng giảm mẫu theo chuỗi thời gian xử lý theo 6.4.2 (i_base)

i_psim

chuỗi thời gian dòng điện tích cực mô phỏng được xử lý theo 6.4.2 (I_base)

i_q120

Dòng điện tác dụng thứ tự thuận hoặc thứ tự nghịch được tính từ trình tự dòng phản kháng được xử lý từ i_raw theo IEC 61400-21-1 (quy ước ký hiệu điện dung) (i_base)

i_qds

dòng điện phản kháng giảm mẫu theo chuỗi thời gian xử lý theo 6.4.2 (i_base)

i_qfun

dòng điện tác dụng mô phỏng của chuỗi thời gian xử lý theo 6.4.2 (i_base)

...

...

...

chuỗi thời gian dòng điện phản kháng đo được xử lý theo 6.4.2 (i_base)

i_qsim

chuỗi thời gian dòng điện phản kháng mô phỏng được xử lý theo 6.4.2 (i_base)

i_raw

dòng điện thô được đo theo IEC 61400-21-1 hoặc IEC 61400-21-2 (i_base)

p₁₂₀

Công suất tác dụng thứ tự thuận hoặc thứ tự nghịch được tính từ u_raw và i_raw theo IEC 61400-21-1 (quy ước của máy phát) (S_base)

p_ds

p_fun

...

...

...

p_sim

Công suất tác dụng giảm mẫu theo chuỗi thời gian được xử lý theo 6.4.2 (S_base)

Chuỗi thời gian công suất tác dụng được mô phỏng theo 6.4.2 (S_base)

Chuỗi thời gian công suất tác dụng đo được xử lý theo 6.4.2 (S_base)

Chuỗi thời gian công suất tác dụng mô phỏng được xử lý theo 6.4.2 (S_base)

P_WTn

P_WPn

công suất tác dụng danh nghĩa của WT (W)

công suất tác dụng danh nghĩa của WP (W)

...

...

...

Công suất phản kháng thứ tự thuận hoặc thứ tự nghịch được tính từ u_raw và i_raw theo IEC 61400-21-1 (quy ước dấu của máy phát) (S_base)

^qds

^qfun

^qmea

^qsim

Chuỗi thời gian công suất phản kháng lấy mẫu giảm được xử lý theo 6.4.2 (S_base)

Chuỗi thời gian công suất phản kháng mô phỏng theo 6.4.2 (S_base)

Chuỗi thời gian công suất phản kháng đo được xử lý theo 6.4.2 (S_base)

Chuỗi thời gian công suất phản kháng mô phỏng được xử lý theo 6.4.2 (S_base)

...

...

...

công suất cơ sở theo hệ đơn vị tương đối  

^tbegin

^tfault

thời gian bắt đầu phân tích dữ liệu của trường hợp thử nghiệm FRT

thời gian bắt đầu sự cố để phân tích dữ liệu của trường hợp kiểm tra FRT

^tfaultQ
S

Thời gian ở trạng thái xác lập sau khi bắt đầu xảy ra sự cố để phân tích dữ liệu của trường hợp thử nghiệm FRT

^tclear

...

...

...

^tclear
QS

Thời gian ở trạng thái xác lập sau khi loại bỏ sự cố để phân tích dữ liệu trường hợp thử nghiệm FRT

^tend

thời gian kết thúc phân tích dữ liệu của trường hợp thử nghiệm FRT

^Tcom

thời gian mẫu chung được sử dụng để so sánh các giá trị đo được và mô phỏng (s)

^Tmea

Ts

tốc độ mẫu của dữ liệu đo thô (s)

...

...

...

U_base

điện áp pha-pha cơ sở theo hệ đơn vị tương đối

^u120

điện áp thứ tự thuận hoặc thứ tự nghịch của chuỗi thời gian xử lý từ u_raw theo IEC 61400-21-1 (U_base)

^uds

^ufun

Chuỗi thời gian điện áp lấy mẫu xuống được xử lý theo 6.4.2 (U_base)

Chuỗi thời gian điện áp mô phỏng theo 6.4.2 (U_base)

...

...

...

điện áp đo thứ tự thuận hoặc thứ tự nghịch theo chuỗi thời gian xử lý theo 6.4.2 (U_base)

^uraw

điện áp thô được đo theo IEC 61400-21-1 hoặc IEC 61400-21-2 (U_base)

^usim

điện áp WTT mô phỏng thứ tự thuận hoặc thứ tự nghịch theo chuỗi thời gian xử lý theo 6.4.2 (U_base)

^uWPn

^uWTn

^Wfault

điện áp danh nghĩa giữa các pha tại POC (V)

...

...

...

cửa sổ thời gian xác định khoảng thời gian sự cố từ t_fault đến t_clear (s)

W_faultQ
s

phần trạng thái xác lập của W_fault từ t_faultQS đến t_clear (s)

W_post

cửa sổ thời gian xác định khoảng thời gian sau sự cố từ t_clear đến t_end (s)

W_postQ
s

phần trạng thái xác lập của W_post từ t_clearQS đến t_end (s)

...

...

...

cửa sổ thời gian xác định khoảng thời gian trước khi xảy ra sự cố từ t_begin đến t_fault (s)

x_E^(n)

x_MAE

x_ME

Sai số mô phỏng theo chuỗi thời gian cung cấp bởi bộ xử lý tín hiệu

độ sự cố tuyệt đối trung bình trong cửa sổ thời gian

Sai số tuyệt đối trung bình của khung thời gian

x_mea^(n)

sai số đo lớn nhất trong chuỗi thời gian cung cấp bởi bộ xử lý tín hiệu Xmex trong khung thời gian

...

...

...

x_sim^(n)

sự cố tối đa trong cửa sổ thời gian

chuỗi thời gian mô phỏng được cung cấp bởi quá trình xử lý tín hiệu

5  Các thông số chức năng và yêu cầu đối với các quy trình xác nhận

5.1  Quy định chung

Điều 5 trình bày các thông số chức năng và yêu cầu cho quy trình xác nhận các mô hình tuabin gió được nêu tại Điều 7 và quy trình xác nhận các mô hình trạm điện gió được nêu tại Điều 8. Các thông số chung áp dụng cho việc xác nhận cả mô hình tuabin gió và mô hình trạm điện gió được mô tả trong 5.2. Các yêu cầu cụ thể cho xác nhận mô hình tuabin gió được nêu tại 5.3, trong khi yêu cầu cụ thể cho xác nhận mô hình trạm điện gió được nêu tại 5.4.

5.2  Các thông số chung

Các quy trình xác nhận cho mô hình tuabin gió và mô hình trạm điện gió được phát triển dựa trên các thông số chung sau:

- Các quy trình xác nhận nêu trong tiêu chuẩn này áp dụng cho các mô hình chung được định nghĩa trong IEC 61400-27-1, cũng như các mô hình trạm điện gió và mô hình tuabin gió tần số cơ sở khác.

...

...

...

- Quy trình xác nhận so sánh đáp ứng tần số cơ sở thứ tự thuận và thứ tự nghịch của mô hình trạm điện gió và mô hình tuabin gió với các dữ liệu phép đo.

- Độ chính xác của mô hình theo các quy trình xác nhận nêu trong Điều 5 bị giới hạn bởi độ không đảm bảo trong mô phỏng và phép đo, được mô tả chi tiết hơn trong Phụ lục D. Mặc dù các thông số mô hình được chọn để đại diện cho hành vi cụ thể của nhà sản xuất, độ chính xác có thể bị giới hạn thêm vì các mô hình chung không thể đại diện cho nhiều chi tiết như các mô hình cụ thể của nhà sản xuất.

- Kết quả của quy trình xác nhận phải đủ để đánh giá độ chính xác của mô hình mô phỏng cho các mục đích như đánh giá ổn định lưới và các nghiên cứu kế hoạch khác.

- Quy trình xác nhận không bao gồm việc chỉ định các quy trình thử nghiệm. Việc chỉ định các quy trình thử nghiệm cho tuabin gió thuộc phạm vi của IEC 61400-21-1, và việc chỉ định các quy trình thử nghiệm cho trạm điện gió thuộc phạm vi của IEC 61400-21-2. Việc thử nghiệm được thực hiện và ghi nhận theo yêu cầu trong IEC 61400-21-1 và IEC 61400-21-2 sẽ được sử dụng để xác định mô hình xác nhận.

- Để tuân thủ quy trình xác nhận, các giá trị mô phỏng thứ tự thuận phải được so sánh với các giá trị đo thứ tự thuận. Đối với mô hình có các thành phần mô phỏng thứ tự nghịch, các thành phần mô phỏng thứ tự nghịch cũng phải được so sánh với thành phần đo thứ tự nghịch, ngoài việc so sánh các thành phần thứ tự thuận.

- Kết quả của quy trình xác nhận phải bao gồm:

• Chuỗi thời gian của các đại lượng tần số cơ sở đã đo và mô phỏng;

• Chuỗi thời gian của sai số giữa dòng điện và điện áp tần số cơ sở đã mô phỏng và đã đo;

• Sai số trung bình, sai số tuyệt đối trung bình và sai số tối đa trong các khoảng thời gian trước sự cố, trong sự cố và sau sự cố của hiện tượng sụt áp và tăng điện áp;

...

...

...

- Quá trình lấy mẫu và xử lý tín hiệu để so sánh dữ liệu chuỗi thời gian đo và mô phỏng nên được thực hiện với thời gian lấy mẫu chung là ½ chu kỳ, tức là 10 ms đối với tần số 50 Hz. Dữ liệu đo và mô phỏng phải tuân thủ IEC 61400-21-1 hoặc IEC 61400-21-2, vì hệ thống thứ tự pha cơ sở thuận và nghịch cơ sở là yêu cầu bắt buộc.

- Để tính toán sai lệch giữa các giá trị mô phỏng và đo, cần thiết lập cơ sở thời gian chung cho hai tập dữ liệu. Cơ sở thời gian chung nên đạt được thông qua đồng bộ thời gian, giảm mẫu hoặc nội suy giữa các giá trị đã lấy mẫu.

- Bất kỳ hiện tượng tần số cao nào có nguồn gốc từ điện từ và kéo dài dưới 1 chu kỳ nên được loại bỏ. Ví dụ, hiện tượng méo biến góc và hiện tượng đỉnh liên quan đến khởi động biến áp nằm ngoài phạm vi quan tâm trong các nghiên cứu về ổn định.

- Nếu một giá trị đã đo không có giá trị mô phỏng tương ứng, giá trị nội suy sẽ được sử dụng để tạo ra tập dữ liệu sai số.

- Các giá trị đo, xử lý và mô phỏng phải được trình bày dưới dạng đơn vị tương đối, sử dụng các giá trị cơ sở đối với công suất, điện áp và dòng điện theo định nghĩa trong 4.2.

- Các mô phỏng dùng cho việc xác nhận mô hình nên bao gồm biểu diễn bổ sung của lưới điện và thiết bị thử nghiệm liên quan. Hoặc có thể thực hiện xác nhận mô hình bằng cách phát lại điện áp đã đo.

5.3  Xác nhận mô hình tuabin gió

Quy trình xác nhận mô hình tuabin gió (WT) cần đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật sau, ngoài các yêu cầu chung tại 5.1:

- Các mô hình WT phải được xác nhận dựa trên các số liệu đo thu được theo IEC 61400-21-1. Khi thực hiện xác nhận mô hình so với mô hình, phải áp dụng phương pháp tương tự như trong IEC 61400-21-1 [1]. Phụ lục C mô tả một lưới điện tham chiếu có thể được sử dụng cho việc xác nhận mô hình so với mô hình.

...

...

...

- Mô hình và thử nghiệm phải tham chiếu đến cùng một điểm đấu nối của tuabin gió để đảm bảo rằng các số liệu đo và mô phỏng đều dựa trên cùng một điểm. Theo IEC 61400-21-1, điểm đấu nối của tuabin gió được xác định bởi nhà sản xuất và có thể là:

1) Phía hạ áp của máy biến áp tuabin gió, hoặc

2) Phía cao áp của máy biến áp tuabin gió.

5.4  Xác nhận mô hình nhà máy điện gió

Quy trình xác nhận mô hình nhà máy điện gió (WP) cần đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật sau, ngoài các yêu cầu chung tại 5.1:

- Các mô hình WP phải được xác nhận dựa trên các số liệu đo thu được theo IEC 61400-21-2[2]. Khi thực hiện xác nhận mô hình so với mô hình, phải áp dụng phương pháp tương tự như trong IEC 61400-21-2 .

- Quy trình xác nhận phải bao gồm đáp ứng động của nhà máy điện gió đối với điều khiển công suất tác dụng và điều khiển công suất phản kháng.

- Mô hình và thử nghiệm phải tham chiếu đến cùng một điểm đấu nối của nhà máy điện gió để đảm bảo rằng các số liệu đo và mô phỏng đều dựa trên cùng một điểm.

6  Phương pháp chung cho xác nhận mô hình

...

...

...

Điều này cung cấp các thông số kỹ thuật cho các phương pháp xác nhận mô hình chung được áp dụng trong Điều 7 và Điều 8.

6.2  Kết quả thử nghiệm

Kết quả thử nghiệm dùng để xác nhận mô hình phải được ghi lại trong báo cáo thử nghiệm. Chế độ điều khiển áp dụng cần được chỉ định cho mỗi thử nghiệm.

Chuỗi thời gian đo phải được cung cấp dưới dạng giá trị thứ tự thuận như là các thành phần dòng điện tác dụng và phản kháng và điện áp tính toán theo IEC 61400-21-1. Công suất tác dụng và công suất phản kháng đo được phải được tính toán dựa trên điện áp và dòng điện tác dụng và phản kháng đo được.

Nếu mô hình được áp dụng cho các sự cố không cân bằng, cần có giá trị thứ tự nghịch đo được để xác nhận. Nếu thông số thứ tự thuận và thứ tự nghịch theo chuỗi thời gian yêu cầu, dòng điện và điện áp ba pha tức thời đo được theo IEC 61400-21-1 hoặc IEC 61400-21-2 sẽ được sử dụng để tính toán dữ liệu bị thiếu theo IEC 61400-21-1.

6.3  Mô phỏng

Xác nhận mô hình có thể được thực hiện bằng một trong hai phương pháp mô phỏng sau:

- Phương pháp mô phỏng toàn diện: Trong phương pháp này, mô hình tuabin gió hoặc nhà máy điện gió cần được xác nhận sẽ được mô phỏng như một phần của một hệ thống toàn diện, bao gồm cả mô hình lưới và mô hình thiết bị áp dụng trong quá trình kiểm tra. Với phương pháp này, tất cả các đại lượng đo (thường là điện áp, dòng điện tác dụng và phản kháng cũng như công suất tác dụng và phản kháng) có thể được xác nhận bằng cách so sánh mô phỏng với các số liệu đo.

- Phương pháp mô phỏng lại : Trong phương pháp này, mô hình tuabin gió hoặc nhà máy điện gió cần được xác nhận sẽ được mô phỏng bằng cách sử dụng một trong các tín hiệu đo (thường là điện áp) làm tại ngõ vào cho mô phỏng. Với phương pháp này, chỉ các đại lượng đo không được phát lại (thường là dòng điện tác dụng và phản kháng cũng như công suất tác dụng và phản kháng) có thể được xác nhận bằng cách so sánh mô phỏng với các số liệu đo.

...

...

...

Phương pháp xác nhận phát lại loại bỏ độ không đảm bảo do các mô hình lưới và thiết bị thử nghiệm, do đó được khuyến nghị để đánh giá độ chính xác của mô hình nhà máy điện gió hoặc tuabin gió. Một nhược điểm của phương pháp mô phỏng lại là nó mở vòng điều khiển điện áp, và do đó phương pháp mô phỏng lại không được sử dụng để xác nhận tính ổn định của điều khiển công suất phản kháng. Do đó, phương pháp mô phỏng lại phải được sử dụng cẩn thận khi xác nhận điều khiển điện áp của mô hình. Một nhược điểm khác là bước nhảy điện áp tức thời đo được theo IEC 61400-21-1 thường sẽ tăng dần trong khoảng thời gian của một chu kỳ sóng điện. Do đó, phương pháp mô phỏng lại phải được sử dụng cẩn thận khi xác nhận phản ứng với sự sụt áp và sự tăng điện áp, đặc biệt đối với loại 3B khi thiết bị bảo vệ không kích hoạt nếu điện áp phát lại giảm dần qua nhiều bước tích phân.

Công suất cũng có thể được phát lại để bao gồm biến động công suất gió trong mô phỏng dài hạn, ví dụ để xác nhận điều khiển hệ số công suất như trong [11].

6.4  Xử lý tín hiệu

6.4.1  Quy định chung

Để đảm bảo rằng việc xác nhận phản ánh chính xác các thuộc tính thực tế của mô hình, cần tuân thủ các thông số về băng thông của mô hình như được nêu trong IEC 61400-27-1. Quy trình xử lý tín hiệu được xác định trong tiêu chuẩn này. Phụ lục F mô tả một phương pháp xác nhận mô hình dựa trên hiệu suất có thể được áp dụng như là một bổ sung cho quy trình xử lý tín hiệu.

Tất cả các biến trong cấu trúc xử lý tín hiệu đều là giá trị hệ đơn vị tương đối, lấy giá trị cơ sở được chỉ định trong dấu ngoặc vuông cho biến tương ứng trong danh sách ký hiệu của 4.2.

6.4.2  Xử lý chuỗi thời gian

Quy trình xử lý chuỗi thời gian được minh họa trong Hình 2 cho phương pháp mô phỏng lại và trong Hình 3 cho phương pháp mô phỏng toàn hệ thống.

...

...

...

Hình 3 - Cấu trúc xử lý tín hiệu áp dụng phương pháp mô phỏng toàn hệ thống

Trong các hình, T_mea là tốc độ lấy mẫu của dữ liệu đo thô (dòng điện và điện áp dạng sóng), T_com là thời gian lấy mẫu chung được sử dụng để so sánh kết quả đo được và giá trị mô phỏng, và T_s là bước thời gian tích phân của mô hình mô phỏng đang được đánh giá. Để cố định bước thời gian tích phân của mô hình, T_com phải bằng T_s. Đối với người giải sử dụng thời gian tích phân thay đổi, đầu ra của mô hình mô phỏng cần được hiệu chỉnh lại mẫu về T_com để xác nhận lần cuối.

Việc giảm mẫu từ T_mea đến T_com có thể được thực hiện khi phần lấy tích phân của việc tính toán các thành phần thứ tự thuận và thứ tự nghịch - nếu được yêu cầu - trong khối IEC 61400-21-1[3].

Bộ lọc thông tải được tích phân trong cấu trúc xử lý tín hiệu sẽ được thực hiện như một bộ lọc bậc hai có độ giảm chấn chính xác theo mô tả trong Phụ lục E, sử dụng tần số cắt f_cut 15 Hz tương ứng với băng thông của các mô hình được chỉ định trong IEC 61400-27-1 [4].

Bộ lọc đo tích phân trong cấu trúc xử lý tín hiệu mô phỏng toàn hệ thống sẽ được thực hiện dưới dạng bộ lọc trung bình di động với thời gian trung bình một chu kỳ. Bộ lọc này trong các mô phỏng tương ứng với việc lọc các phép đo theo tính toán tần số cơ sở theo IEC 61400-21-1 [5].

6.4.3  Số liệu thống kê sự cố cửa sổ

Đối với mỗi biến x được xác nhận (u, ip, iq, p và q), chuỗi thời gian xảy ra sự cố x_E^(n) là bắt nguồn từ chuỗi thời gian đo được đã xử lý x_mea^(n) và chuỗi thời gian mô phỏng x_sim^(n) dựa theo

...

...

...

(1)

Từ các chuỗi thời gian của sự cố này, ba đại lượng đặc trưng khác nhau sẽ được trích xuất từ mỗi cửa sổ thời gian được xác định, cho mỗi biến được xem xét trong quá trình xác nhận:

Sai số tối đa (MXE) chủ yếu tập trung vào việc đo đặc tính quá độ của mô hình, nhưng cũng có thể chỉ ra các sai số lớn trong hiệu suất "ổn định". Sai số tối đa bao gồm một dải dung sai tuyệt đối tối đa cho mô hình trong dải băng thông yêu cầu của mô hình.

Sai số trung bình (ME) liên quan đến đặc tính xác lập của mô hình, cả trong thời gian trước và sau sự cố cũng như trong giai đoạn ổn định trong sự cố. Sai số trung bình bao gồm một dải dung sai trên sự sai khác năng lượng giữa kết quả đo và mô phỏng.

Sai số tuyệt đối trung bình (MAE) liên quan đến giai đoạn xác lập của mô hình, cả trong thời gian trước và sau sự cố cũng như trong giai đoạn ổn định trong sự cố. Sai số trung bình bao gồm một dải dung sai tuyệt đối trên sai khác trung bình giữa kết quả đo và mô phỏng.

Sai số tối đa x_MXE trong một cửa sổ thời gian với N bước thời gian được tính là giá trị tuyệt đối lớn nhất của sai số trên toàn bộ cửa sổ theo

(2)

Sự cố trung bình x_ME trong một cửa sổ thời gian được tính bằng giá trị trung bình của sai số trong khoảng thời gian toàn bộ cửa sổ theo

...

...

...

(3)

Sai số tuyệt đối trung bình x_MAE trong một cửa sổ thời gian được tính bằng giá trị trung bình của sự cố tuyệt đối trên toàn bộ cửa sổ theo

(4)

6.4.4  Thông số cửa sổ FRT

Để xác minh hiệu suất mô hình cho một trường hợp kiểm tra FRT cụ thể, dữ liệu đo sẽ được chia thành ba cửa sổ liền kề. Hình 4 cho thấy các cửa sổ cho một sự sụt áp[12].Ba cửa sổ tương tự sẽ được áp dụng cho một sự tăng điện áp.

Hình 4 - Cửa sổ sụt áp[12]

Ba cửa sổ được định nghĩa là:

...

...

...

- W_fault là cửa sổ sự cố bao gồm khoảng thời gian từ t_fault đến t_clear

- W_post là cửa sổ sau sự cố bao gồm khoảng thời gian từ t_clear đến t_end

trong đó t_begin = t_fault - 1000 ms and t_end = t_clear + 5 000ms

CHÚ THÍCH: Nếu có sự chuyển mạch của trở kháng nối tiếp trước khi xảy ra sự cố, t_begin sẽ bắt đầu sau khi giai đoạn quá độ dao động tạm thời do sự kiện chuyển mạch gây ra đã giảm đi.

T_fault và t_clear tiếp theo sau giai đoạn thời gian quá độ với quá độ điện từ đo được mà không bao gồm trong các mô hình tần số cơ sở. Thay vì định lượng các sự cố nhất thời tối đa trong W_fault và W_post, x_MXA được sử dụng để định lượng giá trị tuyệt đối sự cố trong các cửa sổ phụ trạng thái xác lập sau đây:

- W_faultQS là phần trạng thái xác lập của cửa sổ sự cố trong khoảng thời gian từ t_faultQS đến t_clear, ở t_faultQS = t_fault + 140 ms[6]^.

- W_postQS là phần trạng thái xác lập của cửa sổ sau sự cố trong khoảng thời gian từ t_clearQS đến t_end ở t_clearQS = t_clear + 500 ms[7].

Các giá trị sai số tính toán và cửa sổ tính toán được tóm tắt trong Bảng 1.

Bảng 1 - Các khoảng thời gian áp dụng cho việc tính toán sai số

...

...

...

x_MXE

x_ME

x_MAE

Trước sự cố

W_pre

W_pre

W_pre

Trong sự cố

W_faultQS^a

...

...

...

W_faultQS

Sau sự cố

W_postQS

W_post

W_post

^a  Nếu W_fault nhỏ hơn 280 ms và do đó W_faultQS nhỏ hơn 140 ms cho một trường hợp cụ thể, thì x_MAXE sẽ không được tính toán trong khoảng thời gian sự cố.

6.4.5  Đặc tính đáp ứng bước nhảy

IEC 61400-21-1 và IEC 61400-21-2 quy định một số đặc tính phản ứng bước nhảy để kiểm tra động lực học của tính năng điều khiển. Các thông số kỹ thuật bao gồm mô tả chi tiết cách thực hiện từng bước của các thử nghiệm.

Theo IEC 61400-21-1, phản ứng bước nhảy phải được định lượng bằng các đặc tính được minh họa trong Hình 5.

...

...

...

Hình 5 - Đặc tính đáp ứng bước nhảy

Các đặc tính phản ứng bước nhảy được xác định như sau:

- Thời gian phản ứng: là thời gian trôi qua từ khi lệnh bước nhảy được đưa ra cho đến khi giá trị quan sát đạt 10% của bước nhảy.

- Thời gian lên: là thời gian trôi qua từ khi giá trị quan sát đạt 10% của bước nhảy cho đến khi giá trị quan sát đạt 90% của bước nhảy.

- Thời gian đáp ứng: là thời gian trôi qua từ khi lệnh bước nhảy được phát cho đến khi giá trị quan sát lần đầu tiên đi vào dải dung sai đã xác định của giá trị mục tiêu.

- Thời gian xác lập: là thời gian trôi qua từ khi lệnh bước nhảy được phát cho đến khi giá trị quan sát liên tục nằm trong dải dung sai đã xác định của giá trị mục tiêu.

- Độ quá điều chỉnh: là chênh lệch giữa giá trị lớn nhất của phản hồi và giá trị tham chiếu cuối cùng.

Cần lưu ý rằng việc chọn dải dung sai không phù hợp có thể dẫn đến sự không khớp đáng kể giữa thời gian xử lý mô phỏng và thời gian đo được, mặc dù phản ứng mô phỏng có thể khá phù hợp với phản hồi đo được. Trường hợp như vậy được minh họa trong Hình 6, nơi phép đo vẫn nằm trong dải dung sai sau một lần xoay, trong khi mô phỏng vẫn ở trong dải dung sai sau nửa cú xoay. Trong những trường hợp như vậy, dải dung sai cần được điều chỉnh sao cho mô phỏng vẫn nằm trong dải dung sai sau cùng số lần dao động như phép đo, nếu có thể. Trong trường hợp này, có thể thực hiện điều đó bằng cách giảm một lượng dải dung sai.

...

...

...

7  Xác nhận mô hình tuabin gió

7.1  Quy định chung

Mục tiêu của Điều 7 là cung cấp các thông số kỹ thuật chính thức cho quy trình xác nhận mô hình mô phỏng tuabin gió (WT) so với kết quả thử nghiệm thực tế. Quy trình xác nhận dựa trên các thử nghiệm về tính năng điều khiển WT và đặc tính động theo quy định trong IEC 61400-21-1, tuy nhiên, các kết quả thử nghiệm khác cũng có thể được chấp nhận nếu đáp ứng các yêu cầu về phép đo.

Dựa trên các thử nghiệm được quy định trong IEC 61400-21-1, Điều 7 quy định các quy trình xác nhận cho các chức năng của WT như sau:

- Khả năng duy trì vận hành ở chế độ sự cố,

- Điều khiển công suất tác dụng,

- Điều khiển tần số,

- Điều khiển quán tính ảo,

- Điều khiển công suất phản kháng hoặc phương pháp điều khiển tương đương.

...

...

...

7.2  Khả năng duy trì vận hành ở chế độ sự cố

7.2.1  Quy định chung

Khả năng duy trì kết nối ở chế độ sự cố của tuabin gió liên quan đến phản ứng của tuabin gió đối với sự giảm áp và sự tăng áp theo IEC 61400-21-1. Cả sự cố đối xứng và không đối xứng đều được xem xét.

7.2.2  Yêu cầu thử nghiệm

IEC 61400-21-1 chỉ định các yêu cầu để kiểm tra khả năng duy trì vận hành ở chế độ sự cố của tuabin gió. Mỗi trường hợp kiểm tra được đặc trưng bởi số lượng các pha bị sự cố [8] cũng như độ lớn và thời gian của sự cố. Dù có thể có nhiều phép đo cho mỗi trường hợp kiểm tra, chỉ cần sử dụng một phép đo để xác nhận mô hình với trường hợp kiểm tra.

Mỗi trường hợp kiểm tra sẽ cung cấp các đầu ra sau cho việc xác nhận:

- Số lượng các pha bị sự cố,

- Tầm quan trọng của sự cố,

- Thời gian kéo dài của sự cố,

...

...

...

- Chuỗi thời gian của thành phần thứ tự thuận cơ sở đo được của:

• Điện áp,

• Dòng điện tác dụng,

• Dòng điện phản kháng.

Đối với việc xác nhận các mô hình, bao gồm cả thành phần thứ tự nghịch, mỗi trường hợp kiểm tra không đối xứng sẽ cung cấp các đầu ra bổ sung sau cho việc xác nhận:

- Chuỗi thời gian của thành phần thành phần thứ tự nghịch tần số cơ sở đo được của:

• Điện áp,

• Dòng điện tác dụng,

• Dòng điện phản kháng.

...

...

...

- Dữ liệu cho thiết bị thử nghiệm ngắn mạch:

• Sơ đồ mạch đơn của thiết bị thử nghiệm,

• Giá trị tần số cơ sở cho các thành phần điện trong thiết bị thử nghiệm,

• thời gian t_fault khi sự cố được khởi tạo [9],

• thời gian t_clear khi sự cố được xóa bỏ [10],

- Dữ liệu cho lưới:

• Trở kháng phức Thevenin ở mức tối thiểu

• Trong một số trường hợp, các mô hình động của lưới là phù hợp để tái tạo các ảnh hưởng điều khiển trong lưới trong quá trình sự cố.

7.2.3  Yêu cầu mô phỏng

...

...

...

- Cả phương pháp mô phỏng toàn hệ thống và phương pháp mô phỏng lại đều phải được chấp nhận. Mô phỏng toàn hệ thống bao gồm cả thiết bị thử nghiệm và lưới điện. Trong khi mô phỏng lại sẽ mô phỏng lại điện áp đo được [11].

- Mô hình mô phỏng WT phải sử dụng các chế độ điều khiển và giá trị tham chiếu giống như các chế độ và giá trị thực tế của WT trong quá trình kiểm tra.

- Mô hình mô phỏng WT phải được khởi tạo dựa trên các giá trị ban đầu đã đo được của điện áp, công suất tác dụng và công suất phản kháng. Nếu mô hình bao gồm các biến độc lập khác như tốc độ gió hoặc góc nghiêng cánh, các biến này cũng phải được khởi tạo tương ứng.

- Chuỗi thời gian mô phỏng phải có độ phân giải bước thời gian tối thiểu là ¼ chu kỳ [12].

7.2.4  Kết quả thử nghiệm

Các kết quả xác nhận sau đây phải được cung cấp:

- Đồ thị hiển thị chuỗi thời gian của các thành phần thứ tự thuận bao gồm:

• Điện áp đã đo và điện áp đã mô phỏng,

• Dòng điện tác dụng đã đo và dòng điện tác dụng đã mô phỏng,

...

...

...

• Sai số tuyệt đối của dòng điện tác dụng và dòng điện phản kháng.

Một bảng hiển thị MXE, ME và MAE của công suất tác dụng thứ tự thuận, công suất phản kháng, dòng điện tác dụng và dòng điện phản kháng trong các cửa sổ trước sự cố, trong Bảng 1

Trong trường hợp xác nhận các mô hình bao gồm thành phần thứ tự nghịch, việc xác nhận các trường hợp mất cân bằng sẽ bao gồm các giá trị tương đương như thứ tự thuận.

7.3  Điều khiển công suất tác dụng

7.3.1  Quy định chung

Điều khiển công suất tác dụng của WT liên quan đến đáp ứng động của WT đối với các bước nhảy trong giá trị tham chiếu công suất tác dụng, như quy định trong IEC 61400-21-1.

Việc xác nhận điều khiển công suất tác dụng của mô hình WT chỉ có thể thực hiện được cho các WT hỗ trợ điều khiển công suất tác dụng và cung cấp truy cập vào giá trị tham chiếu công suất tác dụng.

7.3.2  Yêu cầu thử nghiệm

IEC 61400-21-1 quy định các yêu cầu để kiểm tra điều khiển công suất tác dụng của WT, bao gồm kiểm tra đáp ứng động đối với bước nhảy công suất tác dụng tham chiếu.

...

...

...

- Các chế độ điều khiển WT đã áp dụng và các giá trị tham chiếu, bao gồm tỷ lệ tăng công suất.

- Chuỗi thời gian của:

• Công suất tác dụng có sẵn,

• Công suất tác dụng đo được [13],

• Giá trị tham chiếu công suất (điểm đặt).

7.3.3  Yêu cầu mô phỏng

Các yêu cầu sau đây áp dụng cho việc mô phỏng các trường hợp kiểm tra:

- Cả phương pháp mô phỏng toàn hệ thống và phương pháp mô phỏng lại đều phải được chấp nhận. Có thể phát lại điện áp đo được, công suất tác dụng tham chiếu và công suất tác dụng có sẵn.

- Mô hình mô phỏng WT phải sử dụng các chế độ điều khiển và giá trị tham chiếu giống như của WT trong quá trình kiểm tra.

...

...

...

- Chuỗi thời gian mô phỏng phải có độ phân giải bước thời gian tối thiểu là ¼ chu kỳ.

7.3.4  Kết quả thử nghiệm

Các kết quả xác nhận sau đây phải được cung cấp: Đồ thị hiển thị chuỗi thời gian của các biến sau:

• Công suất tác dụng tham chiếu,

• Công suất tác dụng có sẵn,

• Công suất tác dụng đo được,

• Công suất tác dụng mô phỏng.

• Bảng hiển thị thời gian phản ứng, thời gian lên, thời gian xác lập và Độ quá điều chỉnh của công suất tác dụng mô phỏng và đo được.

7.4  Điều khiển tần số

...

...

...

Điều khiển tần số của WT liên quan đến phản ứng của WT đối với tần số lưới quá cao, như quy định trong IEC 61400-21-1.

Việc xác nhận điều khiển tần số của mô hình WT chỉ có thể thực hiện được đối với các WT hỗ trợ điều khiển tần số và cung cấp truy cập vào giá trị tham chiếu tần số.

7.4.2  Yêu cầu thử nghiệm

IEC 61400-21-1 quy định các yêu cầu để kiểm tra điều khiển tần số của WT, bao gồm thay đổi tần số lưới đo được hoặc thay đổi giá trị tham chiếu của tần số lưới.

Mỗi trường hợp kiểm tra phải cung cấp các đầu ra sau cho việc xác nhận:

- Chế độ điều khiển WT đã áp dụng và các giá trị tham chiếu, bao gồm cài đặt điều khiển tần số và tỷ lệ tăng công suất,

- Chuỗi thời gian của:

• Đo tần số lưới tại ngõ vào cho bộ điều khiển WT,

• Giá trị tham chiếu (điểm thiết lập) của tần số lưới,

...

...

...

• Công suất tác dụng đo được.

7.4.3  Yêu cầu mô phỏng

Các yêu cầu sau đây áp dụng cho việc mô phỏng các trường hợp kiểm tra:

- Cả phương pháp mô phỏng toàn hệ thống và phương pháp mô phỏng lại đều phải được chấp nhận. Tần số đo được, giá trị tham chiếu của tần số lưới và công suất tác dụng có sẵn có thể được phát lại.

- Mô hình mô phỏng WT phải sử dụng các chế độ điều khiển và giá trị tham chiếu giống như của WT trong quá trình kiểm tra.

- Mô hình mô phỏng WT phải được khởi tạo dựa trên các giá trị ban đầu đo được của tần số, công suất tác dụng và công suất phản kháng. Nếu mô hình bao gồm các biến độc lập khác như tốc độ gió hoặc góc nghiêng cánh, các biến này cũng phải được khởi tạo tương ứng.

- Chuỗi thời gian mô phỏng phải có độ phân giải bước thời gian tối thiểu là ¼ chu kỳ.

7.4.4  Kết quả thử nghiệm

Các kết quả xác nhận sau đây phải được cung cấp:

...

...

...

• Tần số lưới đo ngõ vào bộ điều khiển WT,

• Giá trị tham chiếu của tần số lưới.

- Đồ thị hiển thị chuỗi thời gian của các biến sau:

• Công suất tác dụng có sẵn,

• Công suất tác dụng đo được,

• Công suất tác dụng mô phỏng.

7.5  Điều khiển quán tính ảo

7.5.1  Quy định chung

Điều khiển quán tính ảo của WT liên quan đến khả năng của WT hỗ trợ lưới bằng cách cung cấp công suất tác dụng bổ sung khi tần số giảm, như quy định trong IEC 61400-21-1.

...

...

...

7.5.2  Yêu cầu thử nghiệm

EC61400-21-1 quy định các yêu cầu thử nghiệm điều khiển công suất tác dụng của WT, bao gồm thử nghiệm đáp ứng động đối với bước nhảy công suất tác dụng tham chiếu. Mỗi trường hợp kiểm tra phải cung cấp các kết quả sau để xác nhận:

- Các chế độ điều khiển WT áp dụng và các giá trị tham chiếu, bao gồm các thông số quán tính đặt,

- Chuỗi thời gian đo thành phần cơ sở thứ tự thuận, bao gồm:

• Tần số lưới đo ngõ vào bộ điều khiển WT,

• Giá trị tham chiếu (điểm thiết lập) của tần số lưới,

• Công suất tác dụng,

• Công suất tác dụng đo được.

7.5.3  Yêu cầu mô phỏng

...

...

...

- Cả phương pháp mô phỏng toàn hệ thống và phương pháp mô phỏng lại đều phải được chấp nhận. Có thể phát lại điện áp đo được, giá trị tham chiếu của thay đổi tần số lưới và công suất tác dụng có sẵn.

- Mô hình mô phỏng WT phải sử dụng các chế độ điều khiển và giá trị tham chiếu giống như của WT trong quá trình kiểm tra.

- Mô hình mô phỏng WT phải được khởi tạo dựa trên các giá trị ban đầu đo được của điện áp, công suất tác dụng và công suất phản kháng. Nếu mô hình bao gồm các biến độc lập khác như tốc độ gió hoặc góc nghiêng cánh, các biến này cũng phải được khởi tạo tương ứng.

- Chuỗi thời gian mô phỏng phải có độ phân giải bước thời gian tối thiểu là ¼ chu kỳ.

7.5.4  Kết quả xác nhận

Các kết quả xác nhận sau đây phải được cung cấp:

- Đồ thị hiển thị chuỗi thời gian của các thành phần thứ tự thuận sau:

• Tần số lưới đo ngõ vào bộ điều khiển WT,

• Giá trị tham chiếu (điểm đặt) của tần số lưới,

...

...

...

• Công suất tác dụng có sẵn,

• Công suất tác dụng đo được,

• Công suất tác dụng mô phỏng.

7.6  Điều khiển tham chiếu công suất phản kháng

7.6.1  Quy định chung

Điều khiển tham chiếu công suất phản kháng của WT liên quan đến đáp ứng động của WT đối với các bước nhảy trong giá trị tham chiếu công suất phản kháng theo IEC 61400-21-1.

Việc xác nhận điều khiển tham chiếu công suất phản kháng của mô hình WT chỉ được thực hiện cho các WT hỗ trợ điều khiển tham chiếu công suất phản kháng và cung cấp truy cập vào giá trị tham chiếu công suất phản kháng.

7.6.2  Yêu cầu thử nghiệm

IEC 61400-21-1 quy định các yêu cầu để kiểm tra điều khiển công suất phản kháng của WT, bao gồm kiểm tra đáp ứng động đối với bước nhảy trong giá trị tham chiếu công suất phản kháng. Mỗi trường hợp kiểm tra phải cung cấp các đầu ra sau để xác nhận:

...

...

...

- Chuỗi thời gian của:

• Giá trị tham chiếu công suất phản kháng,

• Công suất phản kháng đo được,

• Công suất phản kháng mô phỏng.

7.6.3  Yêu cầu mô phỏng

Các yêu cầu sau đây áp dụng cho việc mô phỏng các trường hợp kiểm tra;

- Cả phương pháp mô phỏng toàn hệ thống và phương pháp mô phỏng lại đều phải được chấp nhận. Có thể phát lại điện áp đo được và công suất tác dụng đo được.

- Mô hình mô phỏng WT phải sử dụng các chế độ điều khiển và giá trị tham chiếu giống như của WT trong quá trình kiểm tra.

- Mô hình mô phỏng WT phải được khởi tạo dựa trên các giá trị ban đầu đo được của điện áp, công suất tác dụng và công suất phản kháng. Nếu mô hình bao gồm các biến độc lập khác như tốc độ gió hoặc góc nghiêng cánh, các biến này cũng phải được khởi tạo tương ứng.

...

...

...

7.6.4  Kết quả xác nhận

Các kết quả xác nhận sau đây phải được cung cấp:

- Đồ thị hiển thị chuỗi thời gian của các biến sau:

• Giá trị tham chiếu công suất phản kháng,

• Công suất phản kháng đo được,

• Công suất phản kháng mô phỏng,

- Đồ thị hiển thị chuỗi thời gian của các biến sau:

• Công suất tác dụng đo được,

• Công suất tác dụng mô phỏng,

...

...

...

7.7  Điều khiển tham chiếu công suất phản kháng - điện áp

7.7.1  Quy định chung

Điều khiển tham chiếu điện áp của WT liên quan đến đáp ứng động của WT đối với các bước nhảy trong các giá trị tham chiếu điện áp (điểm đặt), tùy thuộc vào hệ thống điều khiển WT được quy định bởi nhà sản xuất theo IEC 61400-21-1.

Việc xác nhận điều khiển tham chiếu điện áp của mô hình WT chỉ được thực hiện cho các WT hỗ trợ điều khiển tham chiếu điện áp và cung cấp truy cập vào giá trị tham chiếu điện áp.

7.7.2  Yêu cầu thử nghiệm

IEC 61400-21-1 quy định các yêu cầu để kiểm tra điều khiển tham chiếu công suất phản kháng của WT, bao gồm kiểm tra đáp ứng động đối với sự bước nhảy trong giá trị tham chiếu công suất phản kháng.

Mỗi trường hợp kiểm tra phải cung cấp các đầu ra sau để xác nhận:

- Các chế độ điều khiển WT áp dụng và các giá trị tham chiếu,

- Chuỗi thời gian của:

...

...

...

7.7.3  Yêu cầu mô phỏng

Các yêu cầu sau đây áp dụng cho việc mô phỏng các trường hợp kiểm tra:

- Cả phương pháp mô phỏng toàn hệ thống và phương pháp mô phỏng lại đều phải được chấp nhận. Có thể phát lại điện áp đo được và công suất tác dụng đo được.

- Mô hình mô phỏng WT phải sử dụng các chế độ điều khiển và giá trị tham chiếu giống như của WT trong quá trình kiểm tra.

- Mô hình mô phỏng WT phải được khởi tạo dựa trên các giá trị ban đầu đo được của điện áp, công suất tác dụng và công suất phản kháng. Nếu mô hình bao gồm các biến độc lập khác như tốc độ gió hoặc góc nghiêng cánh, các biến này cũng phải được khởi tạo tương ứng.

- Chuỗi thời gian mô phỏng phải có độ phân giải bước thời gian tối thiểu là ¼ chu kỳ.

7.7.4  Kết quả xác nhận

Các kết quả xác nhận sau đây phải được cung cấp:

- Đồ thị hiển thị chuỗi thời gian của các biến sau:

...

...

...

7.8  Bảo vệ lưới điện

7.8.1  Quy định chung

Bảo vệ lưới điện của WT đề cập đến phản ứng của WT đối với quá áp, thấp áp, quá tần số và thấp tần số theo quy định trong IEC 61400-21-1.

7.8.2  Yêu cầu thử nghiệm

Ít nhất một bài kiểm tra về bảo vệ quá áp, bảo vệ quá thấp áp, bảo vệ quá tần số và bảo vệ thấp tần số sẽ được thực hiện trong quá trình xác nhận. Các thông số tại ngõ vào sau đây được yêu cầu từ IEC 61400-21-1 cho chức năng bảo vệ:

- Mức kích hoạt đo được,

- Thời gian ngắt đo được.

7.8.3  Yêu cầu mô phỏng

IEC 61400-21-1 chia quy trình kiểm tra thành hai phần: phần đầu tiên xác định các mức bảo vệ và phần thứ hai đo thời gian ngắt tương ứng. Quy trình xác nhận trong IEC 61400-27-1 yêu cầu các mô phỏng phải tương ứng với các phép đo thời gian ngắt. Các mô phỏng này được sử dụng để xác nhận cả mức bảo vệ lẫn thời gian ngắt.

...

...

...

- Kiểm tra bảo vệ quá áp: Thời gian và mức trễ trong mô hình sẽ được xác nhận qua hai bước sau:

1 ) Với mô phỏng được khởi động tại điện áp và tần số danh nghĩa, áp dụng bước điện áp tăng 1% so với mức kích hoạt cắt đặt trước và để mô phỏng tiếp tục cho đến khi mô hình ngắt. Ghi lại thời gian từ bước điện áp đến khi mô hình ngắt.[15]

2) Với mô phỏng bắt đầu ở điện áp và tần số, áp dụng bước điện áp giảm 1% so với mức kích hoạt đặt và để mô phỏng tiếp tục cho đến khi thời gian trễ cộng với một độ lệch [16]. Hệ thống bảo vệ của mô hình không kích hoạt.

- Kiểm tra bảo vệ dưới điện áp: Thời gian và mức độ trễ của mô hình sẽ được xác minh qua hai bước sau:

- Kiểm tra bảo vệ quá tần số: Thời gian và mức độ của trễ trong mô hình sẽ được xác minh qua hai bước sau:

3) Với mô phỏng bắt đầu ở điện áp và tần số định mức, áp dụng bước điện áp giảm 1% so với mức cắt đặt và để mô phỏng tiếp tục cho đến khi mô hình bị cắt. Ghi lại thời gian từ bước điện áp đến khi mô hình kích hoạt.

4) Với mô phỏng bắt đầu ở điện áp và tần số định mức, áp dụng bước điện áp tăng 1% so với ngưỡng cắt đặt trước và để mô phỏng tiếp tục cho đến khi thời gian trễ cộng với một độ lệch. Hệ thống bảo vệ của mô hình không được kích hoạt.

5) Với mô phỏng bắt đầu ở điện áp và tần số định mức, áp dụng thay đổi tần số tăng 0,1 Hz so với mức cắt đặt và để mô phỏng tiếp tục cho đến khi mô hình bị cắt. Ghi lại thời gian từ thay đổi tần số đến khi mô hình kích hoạt.

6) Với mô phỏng bắt đầu ở điện áp và tần số định mức, áp dụng thay đổi tần số giảm 0,1 Hz so với mức cắt đặt và để mô phỏng tiếp tục cho đến khi thời gian trễ cộng với một độ lệch. Hệ thống bảo vệ của mô hình không được kích hoạt.

...

...

...

7) Với mô phỏng bắt đầu ở điện áp và tần số định mức, áp dụng thay đổi tần số giảm 0,1 Hz so với mức cắt đặt và để mô phỏng tiếp tục cho đến khi mô hình bị kích hoạt. Ghi lại thời gian từ thay đổi tần số đến khi mô hình kích hoạt.

8) Với mô phỏng bắt đầu ở điện áp và tần số định mức, áp dụng thay đổi tần số tăng 0,1 Hz so với mức cắt đặt và để mô phỏng tiếp tục cho đến khi thời gian trễ cộng với một độ lệch. Hệ thống bảo vệ của mô hình không được kích hoạt.

7.8.4  Kết quả xác nhận

Các kết quả xác nhận sau phải được cung cấp:

- Một bảng hiển thị các giá trị cài đặt, giá trị đo và giá trị mô phỏng cho mức bảo vệ và thời gian ngắt kết nối của mỗi kiểm tra.

8  Xác nhận mô hình nhà máy điện gió

8.1  Quy định chung

Mục tiêu của Điều 8 là cung cấp các quy định về quy trình xác nhận mô hình mô phỏng WP dựa trên kết quả kiểm tra WP. Quy trình xác nhận dựa trên các kiểm tra tính năng điều khiển WP và đặc tính động được quy định trong IEC 61400-21-2, nhưng cũng nên chấp nhận các kết quả kiểm tra khác miễn là có đủ kết quả đo yêu cầu.

Dựa trên các kiểm tra được quy định trong IEC 61400-21-2, Điều 8 quy định các quy trình xác nhận cho các chức năng WP sau đây:

...

...

...

- Điều khiển công suất phản kháng hoặc phương pháp điều khiển tương đương.

Phụ lục B cung cấp các gợi ý về báo cáo kết quả xác nhận mô hình nhà máy điện gió.

8.2  Điều khiển công suất tác dụng

8.2.1  Quy định chung

Điều khiển công suất tác dụng của WP liên quan đến đáp ứng động của WP đối với các bước nhảy trong các tham chiếu công suất tác dụng được quy định trong IEC 61400-21-2.

Việc xác nhận kiểm tra điều khiển công suất tác dụng của mô hình WP chỉ có thể được thực hiện cho các WP hỗ trợ điều khiển công suất tác dụng và cung cấp giá trị tham chiếu công suất tác dụng.

8.2.2  Yêu cầu thử nghiệm

IEC 61400-21-2 chỉ định các yêu cầu để kiểm tra điều khiển công suất tác dụng của WP, bao gồm kiểm tra đáp ứng động đối với bước nhảy trong giá trị tham chiếu công suất tác dụng.

Mỗi trường hợp kiểm tra phải cung cấp đầu ra sau đây cho việc xác nhận:

...

...

...

- Chuỗi thời gian của

• Công suất tác dụng có sẵn và công suất tác dụng đo được[17] và giá trị tham chiếu công suất (điểm đặt).

8.2.3  Yêu cầu mô phỏng

Các yêu cầu sau áp dụng cho việc mô phỏng trường hợp kiểm tra:

- Phương pháp mô phỏng toàn hệ thống cũng như phương pháp mô phỏng lại nên được chấp nhận. Có thể phát lại điện áp đo được, giá trị tham chiếu công suất tác dụng và công suất tác dụng có sẵn.

- Mô hình mô phỏng WP phải sử dụng các chế độ điều khiển và giá trị tham chiếu giống như WP trong quá trình kiểm tra.

- Mô hình mô phỏng WP phải được khởi tạo theo các giá trị ban đầu đo được của điện áp, công suất tác dụng và công suất phản kháng. Nếu mô hình bao gồm các biến độc lập khác, thì các biến đó phải được khởi tạo tương ứng.

- Chuỗi thời gian mô phỏng phải được cung cấp với độ phân giải bước thời gian tối thiểu là ¼ chu kỳ.

8.2.4  Kết quả xác nhận

...

...

...

- Đồ thị hiển thị chuỗi thời gian của các biến sau:

• Giá trị tham chiếu công suất tác dụng, công suất hoạt động có sẵn, công suất tác dụng đo được và công suất tác dụng mô phỏng,

- Bảng hiển thị thời gian phản ứng, thời gian lên, thời gian xác lập và độ quá điều chỉnh của công suất tác dụng mô phỏng và đo được.

8.3  Điều khiển giá trị tham chiếu công suất phản kháng

8.3.1  Quy định chung

Điều khiển công suất phản kháng của WP liên quan đến đáp ứng động của WP đối với bước nhảy trong giá trị tham chiếu công suất phản kháng, điện áp hoặc giá trị cos φ (điểm đặt) tùy thuộc vào hệ thống điều khiển WP được quy định bởi nhà sản xuất theo IEC 61400-21-2. Việc xác nhận điều khiển công suất phản kháng của mô hình WP chỉ được thực hiện cho các WP hỗ trợ điều khiển công suất phản kháng và cung cấp truy cập vào một trong các giá trị tham chiếu được đề cập ở trên.

8.3.2  Yêu cầu thử nghiệm

IEC 61400-21-2 chỉ định các yêu cầu để kiểm tra điều khiển công suất phản kháng của WP, bao gồm kiểm tra đáp ứng động đối với bước nhảy trong giá trị tham chiếu công suất phản kháng.

Mỗi trường hợp kiểm tra phải cung cấp các kết quả sau cho việc xác nhận:

...

...

...

- Chuỗi thời gian của

• Giá trị tham chiếu công suất phản kháng,

• Công suất tác dụng đo được và công suất phản kháng đo được.

8.3.3  Yêu cầu mô phỏng

Các yêu cầu sau áp dụng cho việc mô phỏng các trường hợp kiểm tra:

- Phương pháp mô phỏng toàn hệ thống cũng như phương pháp mô phỏng lại nên được chấp nhận. Có thể phát lại điện áp đo được và công suất tác dụng đo được.

- Mô hình mô phỏng WP phải sử dụng các chế độ điều khiển và giá trị tham chiếu giống như WP trong quá trình kiểm tra.

- Mô hình mô phỏng WP phải được khởi tạo theo các giá trị ban đầu đo được của điện áp, công suất tác dụng và công suất phản kháng. Nếu mô hình bao gồm các biến độc lập khác, thì các biến đó phải được khởi tạo tương ứng.

- Chuỗi thời gian mô phỏng phải được cung cấp với độ phân giải bước thời gian tối thiểu là ¼ chu kỳ.

...

...

...

Các kết quả xác nhận sau phải được cung cấp:

- Đồ thị hiển thị chuỗi thời gian của các biến sau:

• Giá trị tham chiếu công suất phản kháng,

• Công suất phản kháng đo được,

• Công suất phản kháng mô phỏng.

- Đồ thị hiển thị chuỗi thời gian của các biến sau:

• Công suất tác dụng đo được,

• Công suất tác dụng mô phỏng.

Đối với các trường hợp kiểm tra đáp ứng động của điều khiển công suất phản kháng theo IEC 61400-21-2, các kết quả bổ sung sau phải được cung cấp:

...

...

...

8.4  Điều khiển công suất phản kháng - điều khiển điện áp tham chiếu

8.4.1  Quy định chung

Điều khiển điện áp tham chiếu của WP liên quan đến đáp ứng động của WP đối với bước nhảy trong giá trị tham chiếu điện áp (điểm đặt) tùy thuộc vào hệ thống điều khiển WP được quy định bởi nhà sản xuất theo IEC 61400-21-2.

Việc xác nhận điều khiển điện áp tham chiếu của mô hình WP chỉ được thực hiện cho các WP hỗ trợ điều khiển điện áp tham chiếu và cung cấp truy cập vào giá trị tham chiếu điện áp.

8.4.2  Yêu cầu thử nghiệm

IEC 61400-21-2 chỉ định yêu cầu để kiểm tra điều khiển công suất phản kháng của WP, bao gồm kiểm tra đáp ứng động đối với sự bước nhảy trong tham chiếu công suất phản kháng.

Mỗi trường hợp kiểm tra phải cung cấp các đầu ra sau cho việc xác nhận:

- Chế độ điều khiển WP được áp dụng và giá trị tham chiếu,

- Chuỗi thời gian của

...

...

...

8.4.3  Yêu cầu mô phỏng

Các yêu cầu sau áp dụng cho việc mô phỏng trường hợp kiểm tra:

- Phương pháp mô phỏng toàn hệ thống cũng như phương pháp mô phỏng lại nên được chấp nhận. Có thể phát lại điện áp đo được và công suất tác dụng đo được.

- Mô hình mô phỏng WP phải sử dụng các chế độ điều khiển và giá trị tham chiếu giống như WP trong quá trình kiểm tra.

- Mô hình mô phỏng WP phải được khởi tạo theo các giá trị ban đầu đo được của điện áp, công suất tác dụng và công suất phản kháng. Nếu mô hình bao gồm các biến độc lập khác như tốc độ gió hoặc góc nghiêng cánh, thì các biến đó phải được khởi tạo tương ứng.

- Chuỗi thời gian mô phỏng phải được cung cấp với độ phân giải bước thời gian tối thiểu là ¼ chu kỳ.

8.4.4  Kết quả xác nhận

Các kết quả xác nhận sau phải được cung cấp:

- Đồ thị hiển thị chuỗi thời gian của các biến sau:

...

...

...

Phụ lục A

(tham khảo)

Tài liệu xác nhận mô hình tuabin gió

A.1  Quy định chung

Phụ lục A cung cấp các gợi ý về cách báo cáo kết quả xác nhận mô hình tuabin gió (WT) theo Điều 7.

Bên cạnh báo cáo kiểm tra, các giá trị đo và giá trị mô phỏng nên được cung cấp dưới dạng tệp tin chứa chuỗi thời gian theo định dạng tiêu chuẩn, chẳng hạn như định dạng COMTRADE hoặc UFF.

A.2  Mô hình mô phỏng và thông tin thiết lập xác nhận

Đối với mô hình mô phỏng và thực hiện xác nhận, thông tin được cung cấp trong Bảng A.1 cần được trình bày:

...

...

...

Yêu cầu

Mô tả

Loại mô hình

So sánh tham chiếu với các mô hình được liệt kê trong IEC 61400 hoặc các mô hình khác.

Tập hợp tham số sử dụng

Được kèm theo trong báo cáo.

Mô tả quá trình xác nhận

Xác định phương pháp mô phỏng lại hoặc phương pháp mô phỏng toàn hệ thống được áp dụng.

Bảng A.2 nêu rõ thông tin bổ sung cần thiết nếu áp dụng phương pháp mô phỏng toàn hệ.

...

...

...

Yêu cầu

Mô tả

Thông tin về thiết bị thử nghiệm

Loại thiết bị (ví dụ: bộ chia điện áp hoặc bộ chuyển đổi toàn phần, bộ ghi sự cố)

Thông số chính của thiết bị, ví dụ : điện trở nối tiếp và điện trở shunt của thiết bị chia điện áp

Thông tin về lưới điện nơi tuabin gió (WT) và thiết bị thử nghiệm kết nối

Mô hình tương đương Thevenin của lưới điện

Với thông tin trên, việc tái tạo kết quả xác nhận nên được khả thi.

...

...

...

A.3.1  Quy định chung

Một tập hợp các số liệu và bảng nên được báo cáo cho mỗi trường hợp được xác định trong Điều 7. Người báo cáo cần điền vào các chỗ trống trong các bảng và chèn đồ họa vào các chú thích trong hình.

A.3.2  Khả năng duy trì vận hành ở chế độ sự cố

Đối với mỗi trường hợp chế độ sự cố, cần cung cấp các đồ thị sau (xem Hình A.1 đến Hình A.4):

Hình A.1 - Chuỗi thời gian của điện áp thứ tự thuận đo được và mô phỏng

Hình A.2 - Chuỗi thời gian của dòng điện tác dụng thứ tự thuận được đo và mô phỏng

...

...

...

Hình A.4 - Chuỗi thời gian sai số tuyệt đối được tính toán của dòng điện tác dụng và phản kháng thứ tự thuận

Trục X nên bao gồm toàn bộ dữ liệu đo và mô phỏng từ 1 giây trước khi áp dụng sự giảm hoặc quá áp và kéo dài ít nhất 5 giây sau khi áp dụng sự thay đổi điện áp.

Trục Y nên được đặt ở dạng tuyến tính và bao gồm toàn bộ các giá trị đo và mô phỏng. Kết quả xác nhận Dòng điện tác dụng thứ tự thuận nên được tóm tắt trong Bảng A.3 dưới dạng các giá trị hệ đơn vị tương đối.

Bảng A.3 - Tóm tắt xác nhận Dòng điện tác dụng thứ tự thuận cho từng trường hợp giảm và tăng điện áp

Mô tả trường hợp

Cửa sổ

Công suất tác dụng

Công suất phản kháng

...

...

...

Dòng điện phản kháng

Thông tin tùy thuộc vào từng trường hợp như điện áp trước lỗi, trở kháng lưới ước tính và cài đặt thiết bị kiểm tra, chẳng hạn như trở kháng ngắn mạch nếu có sử dụng.

MXE

ME

MAE

MXE

ME

MAE

MXE

...

...

...

MAE

MXE

ME

MAE

trước lỗi

...

...

...

trong lỗi

...

...

...

...

...

...

sau lỗi

...

...

...

Đối với mỗi lần xảy ra sự cố không đối xứng thông qua trường hợp xác nhận, các biểu đồ sau cần được cung cấp (xem hình A.5 tới hình A.8):

Hình A.5 - Chuỗi thời gian của điện áp thứ tự nghịch được đo và mô phỏng

Hình A.6 - Chuỗi thời gian đo và mô phỏng dòng điện tác dụng thứ tự nghịch

...

...

...

Hình A.7 - Chuỗi thời gian đo và mô phỏng dòng phản kháng thứ tự nghịch

Hình A.8 - Chuỗi thời gian sai số tuyệt đối được tính toán của dòng điện tác dụng và phản kháng thứ tự nghịch

Trục X phải giống với trục X trong Hình A.1 đến Hình A.4.

Trục Y phải tuyến tính và phải bao gồm các thông số được đo và mô phỏng hoàn chỉnh trên mỗi đơn vị tương đối.

Các kết quả xác nhận thứ tự nghịch được tính từ tính phải được tóm tắt trong Bảng A.4 sử dụng trên mỗi đơn vị giá trị:

Bảng A.4 - Tóm tắt xác nhận thứ tự nghịch được tính từ cho từng trường hợp xác nhận sụt áp và tăng điện áp

...

...

...

Cửa sổ

Công suất chủ động

Công suất phản kháng

Dòng điện chủ động

Dòng điện phản kháng

MXE

ME

MAE

MXE

...

...

...

MAE

MXE

ME

MAE

MXE

ME

MAE

Thông tin tùy thuộc vào từng trường hợp như điện áp trước sự cố, trở kháng lưới ước tính và cài đặt thiết bị thử nghiệm, chẳng hạn như trở kháng ngắn mạch nếu có sử dụng

Trước sự cố

...

...

...

...

...

...

Trong sự cố

...

...

...

Sau sự cố

...

...

...

A.3.3  Điều khiển công suất tác dụng

Để xác nhận một trường hợp điều khiển công suất tác dụng, cần cung cấp biểu đồ sau (xem Hình A.9)

...

...

...

Hình A.9 - Chuỗi thời gian của công suất tác dụng chuẩn, công suất tác dụng khả dụng, công suất tác dụng đo được và công suất tác dụng mô phỏng

Kết quả xác nhận phải được tóm tắt trong Bảng A.5.

Bảng A.5 - Tóm tắt xác nhận đối với điều khiển công suất tác dụng

Mô tả trường hợp

Thời gian lên

Thời gian phản ứng

Thời gian xác lập

Đo được

Mô phỏng

...

...

...

Mô phỏng

Đo được

Mô phỏng

...

...

...

A.3.4  Điều khiển tần số

Để xác nhận một trường hợp điều khiển tần số, cần cung cấp các đồ thị sau (xem Hình A.10 và Hình A.11):

Hình A.10 - Chuỗi thời gian của giá trị tần số tham chiếu và đo tại ngõ vào bộ điều khiển WT

Hình A.11 - Chuỗi thời gian của công suất tác dụng khả dụng, công suất tác dụng đo được và công suất tác dụng mô phỏng

A.3.5  Điều khiển quán tính ảo

Để xác minh một trường hợp điều khiển quán tính ảo, cần cung cấp các đồ thị sau (xem Hình A.12 và Hình A.13):

...

...

...

Hình A.12 - Chuỗi thời gian của giá trị tần số tham chiếu và tại ngõ vào đo được tới bộ điều khiển WT

Hình A.13 - Chuỗi thời gian của công suất tác dụng khả dụng, công suất tác dụng đo được và công suất tác dụng mô phỏng

A.3.6  Điều khiển tham chiếu công suất phản kháng

Để xác nhận tính hợp lệ của điều khiển tham chiếu công suất phản kháng, cần cung cấp biểu đồ sau (xem Hình A.14 và Hình A.15):

Hình A.14 - Chuỗi thời gian quy chiếu công suất phản kháng, công suất phản kháng đo được và công suất phản kháng mô phỏng

...

...

...

Hình A.15 - Chuỗi thời gian của công suất tác dụng đo được và công suất tác dụng mô phỏng

Kết quả xác nhận phải được tóm tắt trong Bảng A.6.

Bảng A.6 - Tóm tắt thẩm định điều khiển công suất phản kháng

Mô tả trường hợp

Thời gian lên

Thời gian phản ứng

Thời gian xác lập

Đo được

Mô phỏng

...

...

...

Mô phỏng

Đo được

Mô phỏng

...

...

...

A.3.7  Công suất phản kháng - điều khiển tham chiếu điện áp

Để xác nhận tính hợp lệ của điều khiển tham chiếu điện áp công suất phản kháng, biểu đồ sau đây phải là được cung cấp (xem Hình A.16):

Hình A.16 - Chuỗi thời gian của công suất phản kháng đo được và mô phỏng

A.3.8  Bảo vệ lưới điện

Đối với mỗi trường hợp thử nghiệm xác nhận bảo vệ lưới điện, điểm đặt được áp dụng, được đo và mô phỏng giá trị trên mỗi đơn vị tương đối được tóm tắt trong Bảng A.7:

Bảng A.7 - Tóm tắt xác nhận đối với bảo vệ lưới điện

Mô tả trường hợp

Mức bảo vệ

...

...

...

Điểm đặt

Đo được

Mô phỏng^a

Điểm đặt

Đo được

Mô phỏng

Quá áp

...

...

...

Điện áp thấp

...

...

...

Quá tần số

Tần số thấp

...

...

...

^a Mức bảo vệ không được xác định qua thực tế mà chỉ được kiểm tra bằng các mô phỏng. Điểm đặt của mức bảo vệ được sử dụng trong các mô phỏng cần được ghi rõ trong cột này.

Phụ lục B

(tham khảo)

Tài liệu xác nhận cho mô hình nhà máy điện gió.

...

...

...

Phụ lục B cung cấp hướng dẫn về việc báo cáo kết quả xác nhận mô hình WP theo Điều 8.

Ngoài báo cáo kiểm tra, các giá trị đo và giá trị mô phỏng cần được cung cấp dưới dạng tệp tin chứa chuỗi thời gian theo định dạng tệp tin chuẩn, chẳng hạn như định dạng COMTRADE hoặc UFF.

B.2  Mô hình mô phỏng và thông tin thiết lập xác nhận

Đối với mô hình mô phỏng và thiết lập xác nhận, thông tin được cung cấp trình bày trong Bảng B.1.

Bảng B.1 - Thông tin cần thiết về mô hình mô phỏng và thiết lập xác nhận

Yêu cầu

Mô tả

Loại mô hình

Tham khảo tên các mô hình trong IEC 61400-27-1 hoặc các mô hình khác.

...

...

...

Cần được đính kèm với báo cáo.

Mô tả thiết lập xác nhận

Nêu rõ phương pháp mô phỏng lại hoặc toàn hệ thống được sử dụng.

Bảng B.2 chỉ định thông tin bổ sung cần thiết nếu phương pháp mô phỏng toàn hệ được áp dụng.

Bảng B.2 - Thông tin bổ sung cần thiết nếu áp dụng phương pháp mô phỏng toàn hệ.

Yêu cầu

Mô tả

Thông tin về lưới điện mà WP được đấu nối vào (hoặc lưới điện tham chiếu khi áp dụng xác nhận mô hình từ mô hình)

Tương đương Thevenin cho lưới điện.

...

...

...

B.3  Mẫu kết quả xác nhận

B.3.1  Quy định chung

Tùy thuộc vào trường hợp xác nhận, mẫu tương ứng cho việc xác nhận mô hình WT được đưa ra trong A.3 nên được áp dụng.

B.3.2  Điều khiển công suất tác dụng

Để xác nhận một trường hợp điều khiển công suất tác dụng, đồ thị được cung cấp sau đây (xem Hình B.1):

Hình B.1 - Chuỗi thời gian của công suất tác dụng chuẩn, công suất tác dụng khả dụng, công suất tác dụng

Kết quả xác nhận phải được tóm tắt trong Bảng B.3.

Bảng B.3 - Tóm tắt xác nhận điều khiển công suất tác dụng

...

...

...

Thời gian lên

Thời gian phản ứng

Thời gian xác lập

Đo được

Mô phỏng

Đo được

Mô phỏng

Đo được

Mô phỏng

...

...

...

B.3.3  Điều khiển tham chiếu công suất phản kháng

Để xác nhận điều khiển tham chiếu công suất phản kháng, đồ thị sau đây nên được cung cấp (xem Hình B.2 và Hình B.3):

...

...

...

Hình B.3 - Chuỗi thời gian của công suất tác dụng đo được và công suất tác dụng mô phỏng

Kết quả xác nhận nên được tóm tắt trong Bảng B.4.

Bảng B.4 - Tóm tắt xác nhận cho điều khiển công suất phản kháng.

Mô tả trường hợp

Thời gian lên

Thời gian phản ứng

Thời gian xác lập

...

...

...

Mô phỏng

Đo được

Mô phỏng

Đo được

Mô phỏng

...

...

...

B.3.4  Điều khiển tham chiếu điện áp công suất phản kháng

Để xác nhận điều khiển tham chiếu điện áp công suất phản kháng, cần cung cấp đồ thị sau (xem Hình B.4):

Hình B.4 - Chuỗi thời gian của công suất phản kháng đo được và mô phỏng

Phụ lục C

(tham khảo)

...

...

...

Phụ lục C mô tả một lưới điện tham chiếu, có thể được sử dụng để xác nhận mô hình từ mô hình. Ý tưởng là sử dụng lưới điện tham chiếu này để xác nhận một mô hình WT chung hoặc mô hình WP được chỉ định trong IEC 61400-27-1 so với một mô hình nhà sản xuất WT chi tiết đã được xác nhận. Xác nhận so với một mô hình nhà sản xuất đặc biệt quan trọng đối với việc xác nhận phản ứng của mô hình WP đối với sự sụt áp vì không có các thử nghiệm tỷ lệ đầy đủ khả thi cho các trường hợp như vậy.

Bố trí lưới điện tham chiếu là một phiên bản sửa đổi nhỏ của hệ thống thử nghiệm của hội đồng điều phối điện miền tây (WECC) [13]. Bố cục của lưới điện tham chiếu được hiển thị trong Hình C.1. Nó đại diện cho một mô hình WP tổng hợp được kết nối với một mô hình lưới tổng hợp.

Hình C.1 - Bố trí lưới điện tham chiếu

Hai tập dữ liệu được cung cấp cho hệ thống kiểm tra WECC: một cho lưới mạnh và một cho lưới yếu. Bảng C.1 cung cấp dữ liệu cho các đường dẫn cá nhân theo hệ đơn vị tương đối tương đối. Dữ liệu này được biết đến nằm trong phạm vi ứng dụng của các mô hình chung được chỉ định trong IEC 61400-27-1. Các hệ thống kiểm tra khác cũng nên được chấp nhận miễn là hệ thống kiểm tra đó nằm trong phạm vi ứng dụng của các mô hình đang được xác nhận.

Bảng C.1 - Dữ liệu đường dây cho hệ thống thử nghiệm WECC tính theo hệ đơn vị tương đối tương đối

Đường dây

Lưới mạnh

Lưới yếu

...

...

...

X_L

B_C

R

X_L

B_C

L₃₄

0,015

0,025

0,01

...

...

...

0,025

0,01

L₂₁

0,01

0,1

0,02

0,03

0,3

0,05

...

...

...

0,005

0,05

0,01

0,015

0,15

0,025

L₆₁

0,005

0,05

...

...

...

0,015

0,15

0,025

Hệ thống kiểm tra WECC máy biến áp là giống nhau cho lưới mạnh và lưới yếu.

Dữ liệu này được cung cấp trong Bảng C.2.

Bảng C.2 - Máy biến áp cho hệ thống kiểm tra WECC.

Máy biến áp

R

X_L

...

...

...

T₅₄

0

0,05

0

T₃₂

0

0,1

0

...

...

...

(tham khảo)

Độ không đảm bảo xác nhận mô hình

D.1  Quy định chung

Mục tiêu của phụ lục này là mô tả các giới hạn về độ chính xác của mô hình chung được chỉ định trong IEC 61400-27-1 và các mô hình tần số cơ sở khác của tuabin gió và nhà máy điện gió. Như đã nêu trong phần giới thiệu của tiêu chuẩn này, quy trình xác nhận không yêu cầu bất kỳ tiêu chí cụ thể nào về độ chính xác của mô hình. Độ chính xác có thể được minh họa một phần qua các ví dụ trong tiêu chuẩn xác nhận mô hình [11], [12], [14]. Vì việc đánh giá độ chính xác của mô hình dựa trên so sánh giữa các mô phỏng và đo, phụ lục này bao gồm mô tả về các sai số mô phỏng không thể tránh khỏi và các sai số đo.

D.2  Độ không đảm bảo trong mô phỏng

Độ chính xác của các mô hình mô phỏng tổng quát được định nghĩa trong tiêu chuẩn này bị giới hạn do sự đơn giản hóa đã được áp dụng nhằm mục đích có được các mô hình tương thích với các mô phỏng ổn định quá độ của hệ thống điện và để làm cho mô hình phù hợp với việc đại diện cho nhiều loại công nghệ và cấu hình WT khác nhau. Đối với vấn đề này, dự kiến rằng độ chính xác đạt được bởi các mô hình này có thể thay đổi khi mô phỏng cho các công nghệ WT khác nhau, cấu hình và các điều khiển cụ thể [11], [12], [14]. Do đó, sự khác biệt về độ chính xác giữa hai loại WT khác nhau được mô phỏng bởi cùng một loại mô hình tổng quát có thể dẫn đến việc mô hình tổng quát đó có thể tương tự hơn hoặc dễ dàng thích ứng với một trong những cấu trúc thực tế của WT hơn, và không nhất thiết có nghĩa là mô hình có độ chính xác kém hơn chưa được điều chỉnh đúng cách.

Một số lý do cụ thể cho sự sai lệch giữa mô phỏng và phép đo bao gồm:

- Thành phần DC của từ trường máy phát của các máy phát nối lưới (WT loại 1, loại 2 và loại 3) có thể gây ra độ không đảm bảo về công suất tác dụng và công suất phản kháng sau các biến động điện áp nghiêm trọng.

- Các dao động của hệ truyền động sau các sự giảm điện áp nghiêm trọng có thể dẫn đến mô-men xoắn âm và khe hở trong hộp tăng tốc [15]. Điều này sẽ thay đổi tần số riêng của hệ truyền động (tương đương) trong quá trình sự cố, có nghĩa là tần số riêng trong quá trình sự cố khác với tần số riêng sau khi khắc phục sự cố.

...

...

...

D.3  Độ không đảm bảo trong phép đo

Trong quá trình xác nhận mô hình, việc đo dữ liệu luôn là bắt buộc, bao gồm cả từ các thử nghiệm thực tế tại nhà máy điện và thử nghiệm tại chỗ của thiết bị. Dữ liệu này sau đó được sử dụng để so sánh với các mô phỏng sử dụng mô hình cần được xác nhận. Điều quan trọng là hiểu rõ các giới hạn và sai số do quá trình đo đưa vào. Các sai số này có thể được phân loại như sau:

- Phần lớn các biến điện áp (PTs) và biến dòng đo lường (CTs) thường có sai số tối thiểu là 0,01 p.u. Thêm vào đó, các sai số từ việc chuyển đổi các giá trị đo từ tương tự sang số trong quá trình ghi dữ liệu. Những sai số này cũng gây ra sai số về góc pha và biên độ, dẫn đến tổng sai số từ 0,02 p.u. đến 0,03 p.u. trong công suất tác dụng và công suất phản kháng đo được, cũng như điện áp.

- Đối với các biến động quá độ nhanh (các thành phần tần số cao), có thể xảy ra thêm sự cố do hạn chế băng thông trong các bộ chuyển đổi và thiết bị đo.

- Thiết bị đo và điều khiển trong hệ thống điều khiển của nhà máy điện gió thường không có độ chính xác như thiết bị được hiệu chuẩn, dẫn đến sai số bổ sung khoảng 0,01 p.u.

- Khi thiết kế, các thành phần điện (và cơ học) thường có sai số thiết kế đi kèm. Do đó, các thông số của thiết bị phát điện có thể dễ dàng có sai số khoảng 0,05 p.u.

- Một số khía cạnh của hành vi thiết bị, như bão hòa từ và từ trễ, không thể được mô hình hóa chính xác, và hiệu ứng của chúng không thể hoàn toàn loại bỏ khỏi quá trình đo. Tổng hợp các sai số từ tất cả các nguồn tiềm năng này có thể dẫn đến sai số từ 0,03 p.u. đến 0,05 p.u. trong công suất thực và công suất phản kháng tính toán, và trong điện áp và dòng điện đo được. Trong một số trường hợp, do không thể ghi lại được những hiện tượng vật lý cụ thể, sai số có thể cao hơn nữa. Vì vậy, quan trọng là nhận thức được các vấn đề này và không đặt mong đợi một sự phù hợp tuyệt đối giữa đo và mô phỏng.

D.4  Tác động của độ không đảm bảo trong việc xác nhận mô hình

Cần xem xét riêng biệt các khoảng thời gian sau của một mô phỏng [16]:

...

...

...

- Trong giai đoạn đầu của sự cố: Cần cung cấp dòng điện sự cố. Dòng điện sự cố là cần thiết cho các hệ thống bảo vệ điện để phát hiện, xác định vị trí và bắt đầu khắc phục sự cố.

- Trong giai đoạn sau của sự cố: Cần cung cấp thêm dòng điện phản kháng cho một số TSO để hỗ trợ duy trì điện áp. Ở giai đoạn này, độ chính xác điều khiển không có vẻ quan trọng đối với sự ổn định của hệ thống như có thể thấy trong các phản ứng tự nhiên từ các máy phát đồng bộ. Sự sai lệch trong dòng điện tác dụng và dòng điện phản kháng nên được xem xét về tác động của chúng đến thay đổi điện áp (thường rất nhỏ trong quá trình sự cố) và kích hoạt bảo vệ. Công suất tác dụng (tổng công suất tác dụng trong quá trình sự cố) có thể quan trọng đối với sự ổn định tần số trong các lưới nhỏ, và dòng điện tác dụng tức thì có thể quan trọng đối với ước lượng sự ổn định góc điện áp trong các lưới yếu với các góc điện áp gần 90°.

- Sau khi khắc phục sự cố: Cần cung cấp dòng điện phản kháng để khôi phục điện áp và khôi phục công suất tác dụng nhằm loại bỏ sự mất cân bằng công suất và độ quá điều chỉnh tần số tương ứng. Trong khả năng có thể, nên tránh tiêu thụ công suất phản kháng trong giai đoạn này (như thấy ở SGs). Vì tần số riêng trong mặt phẳng và ngoài mặt phẳng của cánh quạt khác nhau, tần số riêng của hệ truyền động thay đổi tùy theo góc pitch của cánh quạt cho các tốc độ gió khác nhau.

Phụ lục E

(tham khảo)

Bộ lọc thông thấp giảm chấn tới hạn bậc 2 kỹ thuật số

Phụ lục này mô tả quy trình thực hiện bộ lọc số học bậc hai có giảm chấn tới hạn.

Một bộ lọc bậc hai có giảm chấn tới hạn với tần số cắt f_cut có hàm truyền.

...

...

...

(E.1)

trong đó:

(E.2)

Cài đặt kỹ thuật số của bộ lọc này sử dụng chuỗi thời gian tại ngõ vào rời rạc x_i = x(iT) với các bước thời gian rời rạc T. Sử dụng phép biến đổi tuyến tính tiêu chuẩn từ thời gian liên tục sang thời gian rời rạc, chuỗi thời gian đầu ra rời rạc y_i được cho như sau:

(E.3)

Các hệ số của phương trình là:

...

...

...

A₁ = 2A₀

A₂ = A₀

Để tránh hiện tượng quá độ ban đầu, bộ lọc sẽ được khởi tạo bằng cách sử dụng mẫu tại ngõ vào đầu tiên x₀ như sau:

(E.5)

Phụ lục F

...

...

...

Phương pháp xác nhận mô hình dựa trên hiệu suất bổ sung cho khôi phục công suất tác dụng trong sụt điện áp

F.1  Quy định chung

Các chỉ số thống kê được mô tả trong các 6.4.2 và 6.4.3 cung cấp một cách thực tế để đánh giá hiệu suất của mô hình trong phạm vi áp dụng.

Phụ lục F đề xuất một phương pháp xác nhận mô hình bổ sung, dựa trên việc phân tích hiệu suất công suất tác dụng sau khi xảy ra sự giảm áp điện áp. Phương pháp này dựa trên phân tích tính năng điều chỉnh công suất tác dụng sau sự sụt giảm điện áp về khả năng phục hồi công suất và dao động của hệ thống truyền động^19, các đại lượng có thể ảnh hưởng đến kết quả của các nghiên cứu ổn định quá độ.

F.2  Tiêu chí phục hồi công suất tác dụng

Xác nhận này bao gồm xác định Δt_rampPwt là thời gian cần thiết để công suất tác dụng tăng lên sau thời gian t_clear lên đến một công suất tác dụng ban đầu 90% tại thời điểm t_recoverPwt (Hình F.1) cả trong phép đo và trong mô phỏng.

Sự khác biệt giữa mô phỏng và phép đo của khoảng thời gian này được xác định là tiêu chí xác nhận cho việc phục hồi công suất tác dụng trong giảm áp điện áp:

(F.1)

...

...

...

Đối với dao động của công suất tác dụng do hiện tượng cộng hưởng của hệ truyền động, việc xác nhận tiêu chí dựa trên việc so sánh tần số truyền động, biên độ và độ dập dao động. Do đó, các thông số sau được định nghĩa để xác nhận:

- f_{DT_E}: tần số dao động của hệ truyền động được mô phỏng so với tần số đo được.

(F.2)

- P_{PP_DT_E}: giá trị từ đỉnh đến đáy được mô phỏng của sự dao động đầu tiên của hệ truyền động trong công suất định mức theo hệ đơn vị tương đối.

(F.3)

: Tỷ số giảm dao động của hệ truyền động được mô phỏng so với phép đo. Giá trị này được ước lượng bằng cách đo biên độ của hai dao động cách nhau N chu kỳ (T = 1/ f_DT). N có thể là bất kỳ số nguyên nào miễn là biên độ các dao động dễ đo. Các giá trị của N từ 1 đến 4 thường được sử dụng và dự kiến sẽ dẫn đến ước lượng tương tự của .

Những dao động đó xuất hiện do tần số cộng hưởng của hệ thống truyền động áp dụng cho loại 1, 2, 3 và 4B. Loại 4A không thể hiện loại màn trình diễn này.

...

...

...

(F.4)

(F.5)

Hình F.1 - Thông số xác nhận tính năng điều chỉnh công suất tác dụng sau sụt giảm điện áp

Phụ lục G

...

...

...

Giao diện phần mềm chung để sử dụng các mô hình trong các môi trường phần mềm khác nhau.

G.1  Mô tả phương pháp

Mục đích của phụ lục này là mô tả một giao diện phần mềm chung cho các mô hình do người dùng xác định, khác với các mô hình chung được quy định trong IEC 61400-27-1. Không thể mô tả tất cả các mô hình liên quan bằng một tiêu chuẩn chung. Một số lý do cho điều này bao gồm:

- Mô hình có chức năng không có sẵn trong các mô hình chung.

- Mô hình chứa thông tin độc quyền không nên công khai rộng rãi.

- Mô hình được thiết kế để sao chép chính xác hoạt động của một hệ thống điều khiển thực tế và bao gồm mã nguồn điều khiển gốc.

Khi sử dụng các mô hình như vậy, có thể yêu cầu:

- Sử dụng mô hình trong các môi trường phần mềm khác nhau.

- Kết hợp các mô hình từ các nhà sản xuất khác nhau sử dụng phần mềm khác nhau.

...

...

...

- Hỗ trợ cả bộ giải nội bộ (trong mô hình) và bộ giải ngoại vi (trạng thái và đạo hàm trạng thái được cung cấp cho môi trường mô phỏng).

- Hỗ trợ nhiều phiên bản của một mô hình.

- Hỗ trợ tùy chọn cho việc thực thi bước biến của các mô hình

- Hỗ trợ tùy chọn cho tính toán dòng tải lặp lại.

- Hỗ trợ tùy chọn các chức năng hỗ trợ cho giao diện người dùng đồ họa (hiển thị tại ngõ vào, đầu ra và tên tham số).

- Hỗ trợ tùy chọn cho việc thay đổi tham số.

Giao diện phần mềm chung cung cấp tất cả các chức năng cần thiết để triển khai các mô hình trong các môi trường mô phỏng khác nhau. Mô tả giao diện dựa trên cài đặt mã C vì đây là ngôn ngữ lập trình phổ biến nhất, nhưng không có yêu cầu cụ thể về ngôn ngữ lập trình mà giao diện phải được triển khai.

Các mô phỏng trong các môi trường phần mềm khác nhau thường sử dụng các mô hình DLL để bảo vệ quyền sở hữu trí tuệ và khả năng tái tạo kết quả. Một phần quan trọng của một DLL cho các nhiệm vụ mô phỏng khác nhau là giao diện linh hoạt có thể đáp ứng yêu cầu của các môi trường mô phỏng khác nhau. Giao diện Môi Trường Mô Phỏng Mở Rộng (ESE-interface) đáp ứng các yêu cầu này. Cấu trúc dữ liệu và chức năng của nó được mô tả trong phụ lục này.

Giao diện phần mềm chung có thể áp dụng cho cả các mô hình tần số cơ sở (RMS) và các mô hình EMT. Quy trình xác nhận được quy định trong IEC 61400-27-2 được sử dụng để xác nhận các mô hình tần số cơ sở (RMS). Quy trình xác nhận cũng có thể được áp dụng một phần để kiểm tra các mô hình EMT bằng cách so sánh các thành phần tần số cơ sở của mô hình EMT với các thành phần tần số cơ sở trong các phép đo. Tuy nhiên, cần thiết phải chỉ định thêm các quy trình để xác nhận hoàn chỉnh cho mô hình EMT.

...

...

...

G.2.1  Mô tả cấu trúc dữ liệu

G.2.1.1  Quy định chung

Để giao tiếp thông qua giao diện ESE, sử dụng các cấu trúc dữ liệu sau đây (Mã C).

G.2.1.2  StaticExtSimEnvCapi

Mô tả: Chứa thông tin chung về mô hình

G.2.1.3  InstanceExtSimenvCapi

Mô tả: Chứa thông tin cụ thể về thời gian chạy

...

...

...

Mô tả: Chứa thông tin về một tín hiệu tại ngõ vào

G.2.1.5  Tín hiệu đầu ra tĩnh

Mô tả: Chứa thông tin về một tín hiệu đầu ra

G.2.1.6  Thông số tĩnh ESE

Mô tả: Chứa thông tin về các thông số của mô hình

G.2.1.7  ESEExtension

...

...

...

G.2.2  Các hàm để giao tiếp qua giao diện ESE

Các hàm sau điều khiển chuỗi thực hiện của mô phỏng. Một chuỗi điển hình được hiển thị trong Hình C.1.

G.2.2.1  const StaticExtSimEnvCapi*_cdecl Model_GetInfo():

Mô tả: Cung cấp thông tin chung về mô hình

Giá trị trả về: NULL nếu có sự cố, ngược lại trả về con trỏ trỏ đến cấu trúc StaticExtSimEnvCapi đã được điền đầy đủ

G.2.2.2  InstanceExtSimEnvCapi*_cdecl Model_Instance(uint32_T UseSolverInDLL,real64_TTa):

Mô tả: Tạo ra một phiên bản của mô hình

UseSolverInDLL: 1: Bộ giải nội bộ, 0: Bộ giải ngoại vi

...

...

...

Giá trị trả về: NULL nếu có sự cố, ngược lại con trỏ trỏ đến cấu trúc InstanceExtSimEnvCapi đã được điền thông tin

const char_T*_cdecl Model_CheckParameters(InstanceExtSimEnvCapi

*pInstanceCapi):

Mô tả: Kiểm tra xem giá trị tham số có nằm trong khoảng chính xác không

Giá trị trả về: NULL nếu có sự cố, ngược lại chuỗi chứa mô tả sự cố

G.2.2.3  Const char_T* _cdecl Model_Loadflow(InstanceExtSimEnvCapi*pInstanceCapi):

Mô tả: Thực hiện một lần lặp dòng tải

Giá trị trả về: Null nếu không có sự cố, ngược lại chuỗi chứa mô tả sự cố

G.2.2.4  const char_T* _cdecl Model_Initialize(InstanceExtSimEnvCapi

...

...

...

Mô tả: Khởi tạo mô hình

Giá trị trả về: NULL nếu không có sự cố, ngược lại chuỗi chứa mô tả sự cố

G.2.2.5  const char_T* _cdecl Model_Outputs(InstanceExtSimEnvCapi

*pInstanceCapi, uint32_T IsMajorTimeStep):

Mô tả: Thực hiện bước thời gian và tính toán lại đầu ra, dựa trên trạng thái và tại ngõ vào được cập nhật bởi 'Model_Update'

IsMajorTimeStep: 1: Bước thời gian chính; 0: Bước thời gian phụ (giữa hai tích phân)

Giá trị trả về: Null nếu không có sự cố, ngược lại chuỗi chứa mô tả sự cố

G.2.2.6  const char_T* _cdecl Model_Update(InstanceExtSimEnvCapi

*pInstanceCapi):

...

...

...

Trả về giá trị: Null nếu không có sự cố, ngược lại là chuỗi mô tả sự cố

G.2.2.7  const char_T* _cdecl Model_Derivatives(InstanceExtSimEnvCapi

*pInstanceCapi):

Mô tả: Tính toán đạo hàm của biến trạng thái (chỉ cần nếu sử dụng bộ giải ngoại vi)

Trả về giá trị: Null nếu không có sự cố, ngược lại là chuỗi mô tả sự cố

G.2.2.8  const char_T* _cdecl Model_Terminate(InstanceExtSimEnvCapi

*pInstanceCapi):

Mô tả: Xóa bản sao mô hình và giải phóng bộ nhớ

Trả về giá trị: Null nếu không có sự cố, ngược lại là chuỗi mô tả sự cố

...

...

...

Hình G.1 - Chuỗi mô phỏng về việc sử dụng giao diện ESE.

G.2.3  Tại ngõ vào, đầu ra, tham số

Các hạn chế sau đây áp dụng cho giao diện:

- Giá trị dấu phẩy động,

- Các số hạng hoặc vector (không hỗ trợ ma trận, cấu trúc hoặc bus)

- Giá trị thực (không hỗ trợ số phức)

- Tại ngõ vào và đầu ra dựa trên mẫu (không hỗ trợ tại ngõ vào và đầu ra dựa trên khung).

Thư mục tài liệu tham khảo

...

...

...

[2] IEC 60050-103:2009, International Electrotechnical Vocabulary (IEV) - Part 103: Mathematics - Functions (available at www.electropedia.org)

[3] IEC 60050-351:2013, International Electrotechnical Vocabulary (IEV) - Part 351:Control technology (available at www.electropedia.org)

[4] IEC 60050-448:1995, International Electrotechnical Vocabulary (IEV) - Part 448:Power system protection (available at www.electropedia.org)

[5] IEC 60050-601:1985, International Electrotechnical Vocabulary (IEV) - Part 601:Generation, transmission and distribution of electricity - General (available at www.electropedia.org)

[6] IEC 60050-603:1986^20, International Electrotechnical Vocabulary (IEV) - Part 603:Generation, transmission and distribution of electricity - Power systems planning and management (available at www.electropedia.org)

[7] IEC 60050-604:2016^21, International Electrotechnical Vocabulary (IEV) - Part 604:Generation, transmission and distribution of electricity - Operation (available at www.electropedia.org)

[8] IEC 60050-617:2009, International Electrotechnical Vocabulary (IEV) - Part 617:Organization/Market of electricity (available at www.electropedia.org)

[9] IEC 61400-21-2, Wind energy generation systems - Part 21-2: Measurement and assessment of electrical characteristics - Wind power plants

[10] IEC 61400-25 (all parts), Wind energy generation systems - Part 25: Communications for monitoring and control of wind power plants

...

...

...

[12] SØRENSEN, P., ANDRESEN, B., BECH, J., FORTMANN, J., POURBEIK, P. Progress in IEC 61400-27. In Proceedings of the 11th International Workshop on Large-Scale Integration of Wind Power into Power Systems as well as on Transmission Networks for Offshore Wind Power Plants, 2012, Lisbon (PT), 13-15 Nov.

[13] WECC Wind Power Plant Dynamic Modelling Guide. Prepared by WECC Renewable Energy Modelling Task Force. Western Electricity Coordinating Council April 2014

[14] HONRUBIA-ESCRIBANO, A., JIMÉNENEZ-BUENDÍA, F., GÓMEZ-LÁZIO, E.,FORTMANN, J. Validation of Generic Models for Variable Speed Operation Wind Turbines Following the Recent Guidelines Issued by IEC 61400-27. Energies 2016

[15] SØRENSEN, P., HANSEN, A.D., CHRISTENSEN, P., MIERITZ, M., BECH, J., BAKJENSEN, B., NIELSEN, H. Simulation and verification of transient events in large wind power installations. Risø-R-1331(EN) 2003

[16] FORTMANN, J., PFEIFFER, R., HAESEN, E., VAN HULLE, F., MARTIN, F., URDAL, H., WACHTEL, S. Fault-ride-through requirements for wind power plants in the ENTSO-E network code on requirements for generators. IET Renewable Power Generation, Volume 9, Issue 1. 2015

MỤC LỤC

Lời nói đầu

1  Phạm vi áp dụng

...

...

...

3  Thuật ngữ, định nghĩa, chữ viết tắt và chỉ số dưới

3.1  Thuật ngữ và định nghĩa

3.2  Viết tắt và chỉ số dưới

4  Ký hiệu và đơn vị

4.1  Quy định chung

4.2  Ký hiệu (đơn vị)

5  Các thông số chức năng và yêu cầu đối với các quy trình xác nhận

5.1  Quy định chung

5.2  Các thông số chung

...

...

...

5.4  Xác nhận mô hình nhà máy điện gió

6  Phương pháp chung cho xác nhận mô hình

6.1  Quy định chung

6.2  Kết quả thử nghiệm

6.3  Mô phỏng

6.4  Xử lý tín hiệu

7  Xác nhận mô hình tuabin gió

7.1  Quy định chung

7.2  Khả năng duy trì vận hành ở chế độ sự cố

...

...

...

7.4  Điều khiển tần số

7.5  Điều khiển quán tính ảo

7.6  Điều khiển tham chiếu công suất phản kháng

7.7  Điều khiển tham chiếu công suất phản kháng - điện áp

7.8  Bảo vệ lưới điện

8  Xác nhận mô hình nhà máy điện gió

8.1  Quy định chung

8.2  Điều khiển công suất tác dụng

8.3  Điều khiển giá trị tham chiếu công suất phản kháng

...

...

...

Phụ lục A (tham khảo) - Tài liệu xác nhận mô hình tuabin gió

Phụ lục B (tham khảo) - Tài liệu xác nhận cho mô hình nhà máy điện gió

Phụ lục C (tham khảo) - Lưới điện tham chiếu cho việc xác nhận mô hình-mô hình

Phụ lục D (tham khảo) - Độ không đảm bảo xác nhận mô hình

Phụ lục E (tham khảo) - Bộ lọc thông thấp giảm chấn tới hạn bậc 2 kỹ thuật số

Phụ lục F (tham khảo) - Phương pháp xác nhận mô hình dựa trên hiệu suất bổ sung cho khôi phục công suất tác dụng trong sụt điện áp

Phụ lục G (tham khảo) - Giao diện phần mềm chung để sử dụng các mô hình trong các môi trường phần mềm khác nhau

Thư mục tài liệu tham khảo

[1] Có những trường hợp mà một biến thể mới của một cỗ máy gió trong một nền tảng sản phẩm cỗ máy gió được xác định trong IEC 61400-21-1 không yêu cầu các kiểm tra mới theo IEC 61400-21-1. Trong những trường hợp như vậy, việc xác nhận mô hình cho biến thể mới có thể được thực hiện như là việc xác nhận từ mô hình này sang mô hình khác bằng cách sử dụng một mô hình chi tiết của nhà sản xuất.

...

...

...

[3] Sử dụng các phương pháp tần số cơ sở được mô tả trong IEC 61400-21-1 để tính toán phép đo, băng thông của Tmea được giả định là đủ thấp để tránh bất kỳ hiện tượng chồng lấn phổ do giả mẫu.

[4] Dải thông số 15 Hz được chứng minh trong IEC 61400-27-1 như sau: Được chấp nhận rằng hằng số thời gian tối thiểu có thể được bao gồm trong một mô hình động là hai lần bước thời gian tích phân. Do đó, yêu cầu bước thời gian tích phân là ¼ chu kỳ, các mô hình nên hoạt động với bước thời gian tích phân 0,005 s trong trường hợp tồi nhất (50 Hz). Hằng số thời gian tối thiểu sau đó trở thành 0,01 s. Đối với một mô hình trễ bậc một với hằng số thời gian 0,01 s, dải thông số 3 dB là 10 rad/s = 15,9 Hz, được làm tròn xuống thành 15 Hz.

[5] Bộ lọc đo" không được bao gồm trong cấu trúc xử lý tín hiệu phát lại vì nhiễu điện áp tại ngõ vào là điện áp đo, đã được lọc theo IEC 61400-21-1.

[6] Việc loại bỏ 140 ms đầu của Wfault khỏi WfaultQS chủ yếu là do giới hạn của mô hình không thể sao chép chính xác thành phần DC của từ trường máy phát

[7] Việc loại bỏ 500 ms đầu của Wpost khỏi WpostQS là do giới hạn của mô hình. Độ chính xác của công suất phản ứng bị ảnh hưởng bởi hiện tượng khởi động của biến áp, có thể trong một số trường hợp kéo dài hơn 500 ms. Độ chính xác của khôi phục công suất tác dụng bị ảnh hưởng bởi hiệu ứng không tuyến tính của động lực học không khí.

[8] IEC 61400-21-1 chỉ định cách thử nghiệm các trường hợp lỗi 3 pha đối xứng cũng như các trường hợp lỗi 2 pha không đối xứng. Các mô hình thứ tự thuận như các mô hình chung được chỉ định trong IEC 61400-27-1 được sử dụng rộng rãi trong các nghiên cứu về ổn định hệ thống điện. Các mô hình thứ tự thuận có thể có hạn chế là không cung cấp phản ứng thành phần thứ tự nghịch đối với các lỗi không đối xứng.

[9] Mục đích là xác định thời điểm đầu tiên khi xảy ra lỗi ngắn mạch trong một trong các pha. Nếu thời điểm lỗi tfault không được ghi lại, thì nên được xác định bằng cách kiểm tra tín hiệu uWTraw

[10] Mục đích là xác định thời điểm đầu tiên khi lỗi ngắn mạch được khắc phục trong một trong các pha. Nếu thời điểm khôi phục lỗi tfault không được ghi lại, thì nó nên được xác định bằng cách kiểm tra tín hiệu uWTraw.

[11] Điện áp tần số cơ sở được đo theo IEC 61400-21-1 được làm mịn trong 1 chu kỳ, có thể ảnh hưởng đến hiệu suất của một số mô hình mô phỏng. Trong những trường hợp như vậy, nên áp dụng mô phỏng toàn hệ thống.

...

...

...

[13] Các thử nghiệm theo IEC 61400-21-1 phải được báo cáo là dữ liệu trung bình 200 ms.

[14] Measured and simulated reactive currents can be plotted instead of reactive powers.

[15] Điện áp quá cao đáng kể có thể dẫn đến các thành phần điện áp không cơ sở ảnh hưởng đến các bảo vệ thực tế, nhưng không được mô phỏng trong các mô phỏng chuỗi tần số cơ sở.

[16] Độ quá điều chỉnh phải nhỏ hơn hiệu số giữa cài đặt thời gian bảo vệ được kiểm tra và cài đặt thời gian bảo vệ tiếp theo.

[17]