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《电网设备模型参数和运行方式数据技术要求》标准修订研究报告

TechnicalRequirementsforPowerGridEquipmentModelParametersandOperationModeData:StandardRevisionResearchReport

摘要

本报告围绕《电网设备模型参数和运行方式数据技术要求》国家标准（GB/T40608-2021）的修订需求展开研究。随着我国新型电力系统建设的加速推进，可再生能源装机容量已突破14.5亿千瓦（截至2023年底），占比超过全国发电总装机的50%。新能源大规模接入导致电力系统运行特性发生根本性变化，传统机电暂态仿真技术已无法满足新型电力系统分析需求，电磁暂态仿真成为关键技术手段。

本次修订重点补充电磁暂态模型参数技术要求，建立统一的数据组织和交换规范。报告详细阐述了标准修订的目的意义、适用范围及主要技术内容，包括电力系统元件（节点、变压器、HVDC/FACTS等）和控制系统（动态模块、测量模块等）的参数标准化要求。标准的实施将有效解决当前电磁暂态仿真数据交互困难、准确性不足等问题，为跨平台数据共享和统一仿真奠定基础，对实现双碳目标具有重要支撑作用。

关键词：电网设备模型；电磁暂态仿真；参数标准化；新型电力系统；数据交互

Keywords:powergridequipmentmodel;electromagnetictransientsimulation;parameterstandardization;newpowersystem;dataexchange

正文

1.修订背景与必要性

1.1能源转型的技术需求

根据国务院《2030年前碳达峰行动方案》要求，构建新能源占比逐步提高的新型电力系统已成为国家战略。截至2023年，我国可再生能源装机容量达14.5亿千瓦，占比突破50%，但风电、光伏等新能源固有的随机性、波动性特征，以及电力电子设备的大规模接入，导致系统呈现强分散、弱支撑、低惯性的新特性。

传统基于机电暂态模型（时间尺度为秒级）的仿真方法难以准确反映微秒级动态过程，亟需建立电磁暂态仿真（EMT）技术体系。国际大电网会议（CIGRE）研究报告指出，当新能源渗透率超过30%时，电磁暂态仿真将成为系统分析的强制性要求。

1.2现行标准局限性

现行GB/T40608-2021标准仅涵盖机电暂态模型参数，存在以下不足：

-数据组织碎片化：各厂商仿真软件（如PSCAD、EMTP-RV）采用私有数据格式

-交互效率低下：模型转换平均耗时增加40%（中国电科院2022年测试数据）

-准确性风险：参数映射错误率可达15%-20%（南方电网实证研究）

2.标准修订技术框架

2.1适用范围

本标准适用于：

1.电磁暂态仿真软件开发：规范数据组织结构

2.跨平台数据交互：定义XML/JSON格式的交换协议

3.电网仿真数据治理：建立参数质量评估体系

2.2核心技术内容

采用模块化设计理念，技术架构如图1所示：

![技术架构图]

电力系统元件参数

|类别|关键参数|精度要求|

|-------|---------|---------|

|变压器|饱和特性曲线|±0.5%|

|HVDC|换流阀阻尼参数|10^-6量级|

|新能源|虚拟同步机惯量|动态可调|

控制系统建模

-基础模块：代数运算单元

-动态模块：状态方程描述

-测量模块：采样率≥100kHz

3.创新性与先进性

1.全要素覆盖：首次系统规定24类典型设备电磁暂态参数（对比IEC61970仅涵盖12类）

2.动态扩展机制：预留10%参数容量用于新技术集成

3.智能校验：内置参数合理性校验规则（如变压器变比容差带）

主要参与单位介绍

中国电力科学研究院（CEPRI）

作为本标准修订的牵头单位，中国电科院在电力系统仿真领域具有突出技术优势：

-科研基础：拥有国家电网仿真中心，具备±1100kV/12kA全电磁暂态试验能力

-标准体系：主导制定GB/T36572-2018《电力系统安全稳定计算规范》等46项国家标准

-工程实践：支撑张北柔直工程等国家级示范项目，仿真准确度达99.2%

-国际合作：担任IECTC122国内技术对口单位，推动标准国际化

结论与展望

本次标准修订将显著提升我国在电力系统仿真领域的技术自主性，预计可实现：

-数据交互效率提升60%以上

-跨平台仿真结果偏差控制在3%以内

-为新能源场站即插即用提供技术保障

未来建议：

1.加快配套工具链开发（如参数自动生成软件）

2.开展与IEC61850标准的协同研究

3.建立动态更新机制