TIÊU CHUẨN QUỐC GIA
TCVN 10687-27-1:2025
IEC 61400-27-1:2020
HỆ THỐNG PHÁT ĐIỆN GIÓ -
PHẦN 27-1: MÔ HÌNH MÔ PHỎNG VỀ ĐIỆN
- MÔ HÌNH CHUNG
Wind energy generation systems -
Part 27-1: Electrical simulation models - Generic models
Lời nói đầu
TCVN 10687-27-1:2025 hoàn toàn tương đương với IEC 61400-27- 1:2020;
TCVN 10687-27-1:2025 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 10687-1:2025 (IEC 61400-1:2019), Phần 1: Yêu cầu thiết kế
- 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 61400-11:2012+AMD1:2018), 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 10687-12-3:2025 (IEC 61400-12-3:2022), Phần 12-3: Đặc tính công suất - Hiệu chuẩn
theo vị trí dựa trên phép đo
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 61400-13:2015+AMD1:2021), 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 61400-24:2019+AMD1:2024), Phần 24: Bảo vệ chống sét
TCVN 10687-25-1:2025 (IEC 61400-25-1:2017), Phần 25-1: Truyền thông để giám sát và điều
khiển các nhà máy điện gió - Mô tả tổng thể các nguyên lý và mô hình
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 (lEC 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/TS 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 10687-50:2025 (IEC 61400-50:2022), Phần 50: Đo gió - Tổng quan
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
Lời giới thiệu
Tiêu chuẩn này quy định các mô hình mô phỏng điện động tiêu chuẩn cho tuabin gió và nhà máy
điện gió. Các mô hình tuabin gió được chỉ định có thể được sử dụng trong các mô hình nhà máy
điện gió hoặc để đại diện cho các tuabin gió không có mối quan hệ nhà máy điện gió. Ngoài các
mô hình tuabin gió, mô hình nhà máy điện gió có thể bao gồm các mô hình thiết bị phụ trợ như
STATCOM thường được sử dụng trong các nhà máy điện gió.
Việc năng lượng gió ngày càng thâm nhập vào hệ thống điện đồng nghĩa rằng các nhà vận hành
hệ thống truyền tải (TSOs) và các nhà vận hành hệ thống phân phối (DSOs) cần sử dụng các mô
hình động của việc phát điện gió để nghiên cứu độ ổn định của hệ thống điện. Các mô hình được
xây dựng bởi các nhà sản xuất tuabin gió thường mô phỏng đáp ứng của tuabin với mức độ chi
tiết cao. Mức độ chi tiết như vậy không phù hợp cho các nghiên cứu độ ổn định của các hệ thống
điện quy mô lớn vì:
- Mức độ chi tiết cao làm tăng độ phức tạp và thời gian tính toán.
- Các mô hình chi tiết cần dữ liệu đầu vào lớn để mô tả các loại tuabin khác nhau.
Mục tiêu của tiêu chuẩn này là xác định các mô hình động tổng quát có thể áp dụng trong các
nghiên cứu độ ổn định hệ thống điện. IEEE/CIGRE Thuật ngữ và Định nghĩa về Độ ổn định [11][2]
[2] đã phân loại độ ổn định hệ thống điện như Hình 1.
Hình 1 - Phân loại độ ổn định hệ thống điện theo Lực lượng Công tác Chung IEEE/CIGRE
về Thuật ngữ và Định nghĩa Độ ổn định
Dựa theo các phân loại này, các mô hình được xây dựng để mô phỏng việc phát điện gió trong
các nghiên cứu về hiện tượng mất ổn định ngắn hạn do nhiễu lớn, ví dụ như ổn định điện áp
ngắn hạn, ổn định tần số ngắn hạn và ổn định góc ngắn hạn theo các định nghĩa trên Hình 1. Do
đó, các mô hình này phù hợp cho mô phỏng động của các sự kiện hệ thống như ngắn mạch (low
voltage ride through), mất tải hoặc mất phát [12], và phân chia hệ thống đồng bộ thành các khu
vực đồng bộ nhỏ hơn.
Các mô hình phải đầy đủ để mô tả hành vi động của nhà máy điện gió tại điểm kết nối và của
tuabin tại các đầu cực, nhưng cũng phải phù hợp cho các nghiên cứu lưới quy mô lớn. Do đó,
các mô hình đơn giản hóa được chỉ định để thể hiện phản ứng điển hình của các công nghệ đã
biết.
Các mô hình nhà máy điện gió được đưa ra trong tiêu chuẩn này dành cho phản ứng thứ tự
thuận tần số cơ bản [2][2].
Các giới hạn của mô hình:
- Không nhằm mục đích phân tích ổn định dài hạn.
- Không nhằm nghiên cứu hiện tượng tương tác dưới đồng bộ.
- Không nhằm nghiên cứu dao động do biến đổi tốc độ gió theo không gian và thời gian.
- Không bao gồm các hiện tượng như nhiễu sóng, nhấp nháy hoặc phát xạ EMC khác đã được
bao phủ trong loạt tiêu chuẩn IEC 61000.
[2][2] Số trong ngoặc vuông tham chiếu đến số thứ tự tài liệu ở Thư mục tài liệu tham khảo
[2][2] Tiêu chuẩn này giải quyết vấn đề lỗi cân bằng và không cân bằng, nhưng đối với lỗi không
cân bằng chỉ có các thành phần thứ tự thuận được đề cập.
- Mô hình hệ thống phát điện có tính phi tuyến cao, đã được tuyến tính hóa cho việc phân tích.
- Tài liệu không đề cập đến tính toán ngắn mạch cụ thể.
- Không áp dụng cho các trường hợp các nhà máy điện bị cô lập không có phát đồng bộ.
- Không dành cho nghiên cứu các tình huống có tỷ lệ ngắn mạch dưới 3 (có thể chấp nhận tỷ lệ
thấp hơn nếu được xác minh theo phần 27-2).
- Mô hình bị giới hạn bởi các đặc tính chức năng trong Điều 5.
Các bên liên quan tiềm năng sử dụng mô hình:
- TSOs và DSOs là người dùng cuối, thực hiện các nghiên cứu ổn định.
- Chủ đầu tư nhà máy điện gió có trách nhiệm cung cấp mô hình cho TSO hoặc DSO trước khi
vận hành.
- Nhà sản xuất tuabin cung cấp mô hình tuabin cho chủ sở hữu.
- Nhà phát triển phần mềm mô phỏng hệ thống điện hiện đại.
- Các tổ chức chứng nhận mô hình tuabin độc lập.
- Tư vấn đại diện TSOs, DSOs hoặc chủ đầu tư.
- Các tổ chức giáo dục và nghiên cứu có thể hưởng lợi từ các mô hình tổng quát.
HỆ THỐNG PHÁT ĐIỆN GIÓ -
PHẦN 27-1: MÔ HÌNH MÔ PHỎNG VỀ ĐIỆN - MÔ HÌNH CHUNG
Wind energy generation systems -
Part 27-1: Electrical simulation models - Generic models
1 Phạm vi áp dụng
Tiêu chuẩn này quy định các mô hình mô phỏng về điện tiêu chuẩn dành cho tuabin gió và nhà
máy điện gió. Các mô hình này là mô hình thứ tự thuận, được thiết kế để sử dụng trong các phân
tích ổn định hệ thống điện và lưới điện. Điều này áp dụng cho việc mô phỏng động trong các tình
huống ổn định ngắn hạn của hệ thống điện.
Tiêu chuẩn này quy định các thuật ngữ và thông số chung cho các mô hình mô phỏng điện. Các
mô hình này được thiết kế cho các cấu trúc và cấu hình nhà máy điện gió thông dụng, hiện đang
phổ biến trên thị trường. Mô hình nhà máy điện gió bao gồm các tuabin gió, hệ thống điều khiển,
và các thiết bị phụ trợ. Các mô hình được mô tả dưới dạng mô đun, cho phép áp dụng linh hoạt
với các khái niệm nhà máy điện gió trong tương lai và các loại tuabin gió khác nhau.
Tiêu chuẩn này cũng đưa ra các mô hình mô phỏng điện cho các cấu trúc, khái niệm, và cấu
hình tuabin gió thông dụng hiện nay. Mục tiêu của các mô hình này là mô tả đặc tính điện của
tuabin gió tại các điểm kết nối. Các mô hình tuabin gió được mô tả theo cách mô đun, cho phép
linh hoạt trong việc áp dụng cho các khái niệm tuabin gió tương lai. Các mô hình được chỉ định
có thể được sử dụng trong mô phỏng nhà máy điện gió hoặc để đại diện cho các tuabin gió hoạt
động độc lập, không liên quan đến nhà máy điện gió.
Các mô hình mô phỏng điện được quy định trong TCVN 10687-27-1( IEC 61400-27-1) có thể
hoạt động độc lập với bất kỳ công cụ phần mềm mô phỏng nào.
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).
IEC 60050-415:1999, International Electrotechnical Vocabulary (IEV) - Part 415: Wind turbine
generator systems (available at www.electropedia.org) (Từ điển kỹ thuật điện quốc tế (IEV) -
Phần 415: Hệ thống máy phát tuabin gió (có sẵn tại www.electropedia.org))
IEC 61970-301, Energy management system application program interface (EMS-API) - Part
301: Common information model (CIM) base (Giao diện chương trình ứng dụng hệ thống quản lý
năng lượng (EMS-API) - Phần 301: Mô hình thông tin chung (CIM) cơ bản)
IEC 61970-302, Energy management system application program interface (EMS-API) - Part
302: Common information model (CIM) dynamics (Giao diện chương trình ứng dụng hệ thống
quản lý năng lượng (EMS-API) - Phần 302: Mô hình thông tin chung (CIM) động 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.
3.1.1
Thiết bị phụ trợ (auxiliary equipment)
STATCOM hoặc các thiết bị khác hỗ trợ cho tuabin gió trong nhà máy điện gió.
3.1.2.
Công suất khả dụng (available power)
Công suất tối đa có thể đạt được dựa trên tốc độ gió, công suất định mức, giới hạn tốc độ rôto,
và giới hạn góc pitch.
Chú thích 1: Công suất khí động học không thể vượt quá công suất khả dụng.
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
Khả năng vượt qua sự cố (fault ride through)
Khả năng của tuabin gió hoặc nhà máy điện gió duy trì kết nối trong các tình huống sụt áp (khả
năng vượt qua sụt áp) và quá điện áp (khả năng vượt qua quá điện áp).
3.1.5
Quy ước dấu của máy phát (generator sign convention)
Quy ước về dấu cho các thành phần tác dụng và phản kháng của dòng điện và công suất ví dụ
như từ tua bin gió hoặc một bộ phận bù công suất phản kháng.
Chú thích 1: Dòng điện và công suất tác dụng được coi là dương khi công suất được tạo ra, và
âm khi công suất bị tiêu thụ. Tương tự, dòng điện và công suất phản kháng là dương khi công
suất phản kháng được tạo ra, như trường hợp của tụ điện, và âm khi công suất phản kháng bị
tiêu thụ, như trường hợp của kháng điện.
3.1.6
Mô hình chung (generic model)
Mô hình có thể được điều chỉnh để mô phỏng các loại tuabin gió hoặc nhà máy điện gió khác
nhau bằng cách thay đổi các tham số của mô hình.
3.1.7
