面向多应用场景的新能源数据采集装置、系统及方法

1.面向多应用场景的新能源数据采集装置，其特征是，采集现场数据并利用电能质量分析模块、故障行为特性分析模块、有功功率控制能力测试模块及防孤岛分析模块对数据进行分析处理；所述面向多应用场景的新能源数据采集装置在分布式数据采集单元硬件平台的基础上，通过编程定义不同的软件功能模块，实现不同的特性试验；所述面向多应用场景的新能源数据采集装置应用在风电场和光伏电站；所述电能质量分析模块，采用主客观权重线性加权确定指标综合权重，将代表电能质量的指标进行去量钢化处理获得无量纲决策矩阵；将无量纲决策矩阵与指标综合权重相乘形成加权矩阵；然后将进行分裂，形成各指标序列，其分别为加权化后的理想电能质量指标序列、待评估电能质量指标序列和等级界限电能质量指标序列；以理想电能质量指标序列为参考序列，由等级界限电能质量指标序列与理想电能质量指标序列进行比较计算而得到第一匹配系数；由待评估电能质量指标序列与理想电能质量指标序列进行比较计算得到第二匹配系数；依据第一匹配系数确定电能质量评估等级范围，根据第二匹配系数确定输出匹配系数值；故障行为特性分析模块，建立风电场动态模型以及光伏发电系统仿真模型，并接入无穷大电力系统中，分析无穷大电力系统在电网发生三相短路故障时对风电光伏发电机组出口电压的影响；所述故障行为特性分析模块分析故障时光伏、风电场与电网间的相互影响，有功暂态、无功暂态特性对故障的影响，以及故障恢复过程中有功功率、无功功率对电网运行的影响，利用阻抗分压切换在二次侧模拟电压跌落和跃升的暂态过程，跌落深度可调，高穿幅度可调，跌落、高穿时间可调，同时实时跟踪记录并网点处及无功补偿装置支路无功功率变化，进行无功暂态分析和故障恢复时间特性分析；有功功率控制能力测试模块，将预先设置好的有功功率曲线下发给运动机，通过AGC系统实现光伏、风电场有功控制，同时实时跟踪记录并网点处有功功率变化，并将预先设置好的有功功率曲线与实时采集到的有功功率变化曲线拟合到同一时间坐标内进行对比分析；所述有功功率控制能力测试模块中，光伏、风电场分配有功功率时，以光伏、风电场集群有功出力最大、联络线损耗最小为目标建立目标函数，对目标函数进行约束的条件包括：网络安全约束、输出功率约束、最大功率变化率约束、频繁启停约束，目标函数及约束条件构成光伏、风电场有功功率分配模型；防孤岛分析模块，实时采集公共连接点PCC电压，对电压进行快速傅里叶变换提取谐波幅值，同时对电压进行处理得到特征值，特征值和谐波幅值同时与设定的孤岛阂值进行比较，从而判断是否发生孤岛。 2.如权利要求1所述的面向多应用场景的新能源数据采集装置，其特征是，所述电能质量分析模块中电能质量指标包括电压偏差、暂态压降、三相不平衡、电压波动、电压闪变、电压谐波、频率偏差、供电可靠性、服务性指标，对电能质量指标依据电能质量等级标准分为5级，对应为优质、良好、中等、合格、不合格；所述电能质量分析模块中客观权重采用熵值法，主观权重采用层次分析法，将评估样本与等级指标结合，利用线性比例变换法，对指标进行去量钢，形成成本型决策矩阵，并进一步做标准归一化处理得到无量纲决策矩阵，将已得到的客观权重和主观权重进行线性加权，得到各指标的综合权重向量。 3.如权利要求1所述的面向多应用场景的新能源数据采集装置，其特征是，所述电能质量分析模块中依据第一匹配系数确定电能质量评估等级范围，根据第二匹配系数确定输出匹配系数，在输出电能质量评估结果时将电能质量评估等级范围及输出匹配系数转换成百分制的形式输出；所述电能质量分析模块中第一匹配系数及第二匹配系数利用DTW算法获得。 4.如权利要求1所述的面向多应用场景的新能源数据采集装置，其特征是，所述故障行为特性分析模块中，监测量包括直流母线电压/电流、有功功率、无功功率、转子电压/电流和转速，仿真模型输入由风速、光辐照度和无功功率给定，输出通过变压器及输电线路与电网相连，并采用相应的标准验证发电机组故障穿越能力。 5.如权利要求1所述的面向多应用场景的新能源数据采集装置，其特征是，所述有功功率控制能力测试模块数据通信过程具体包括：远动机：负责和有功功率控制能力测试模块通信，接收有功功率控制能力测试模块中的测试系统的指令并将数据传输至AGC控制系统中上位机；上位机：根据最优的调节策略组合从网络下发调节指令至运动机，作为设备测试系统指令的中转站；规约支持层：包括AGC控制系统中OPC工作站和AGC控制系统中通信管理机，主要负责和各监控系统及无功补偿装置的信息交互。 6.如权利要求1所述的面向多应用场景的新能源数据采集装置，其特征是，所述防孤岛分析模块中，对电压进行处理得到特征值具体为：将电压通过Clark转换为两相定子坐标向量，再结合派克变换转换到旋转坐标dq轴上，使得电流分量只受两相定子坐标向量的作用；运用锁相环技术提供坐标变换及后续控制的频率和相角信息，利用小波分解技术将电压在不同尺度下分解为低频分量和高频分量，采用Mallat算法进行高频分量处理得到特征值。 7.新能源远程试验与测试系统，其特征是，包括如权利要求1-6任一所述的数据采集装置、远程数据测试中心、现场监控中心；所述现场监控中心作为远程通讯的中继分站，同时与数据采集装置和远程数据测试中心进行远程双向网络通信；所述现场监控中心接收远程数据测试中心的远程测试配置指令，下发控制指令给数据采集装置完成现场测量并将数据采集装置的测试数据打包传输至远程数据测试中心。 8.采用权利要求7所述的新能源远程试验与测试系统的新能源远程试验与测试方法，其特征是，应用于远程数据测试中心，实时监督现场光伏风电机组运行参数，包括：新能源在线试验测试：通过远程浏览或远程下发查看指令至现场监控中心，由灰色系统理论获取指标权值，并引入变权理论对偏离指标进行修正，采用劣化度指标建立隶属函数，建立基于运行特性参数的新能源评估模型，实现在线方式进行新能源运行特性的分析；在线设备监督：以动态设备相关信息为主要出发点，建立相应的网络数据库支持环境，采用人工离线录入设备基本指标数据与动态提取设备在线数据相结合的方法获得有用设备数据，对新能源现场运行设备进行技术指标监督，所述新能源现场运行设备包括并网故障解列装置、动态无功补偿装置、光伏风电箱变设备；远程实时视频音频：摄像头将CMOS图像传感器所产生的图像信号送到微处理器进行处理并转换为数字信号，从内存中接收到压缩后的码流数据后，装配有标准10M/100M自适应收发器、大容量的以太网控制芯片通过TCP/IP网络通信协议对数据进行打包，如果接收到浏览器向服务器的数据访问请求，则将数据发送至浏览器，实现试验工作现场的点对点高清转播或直播，用于指导和监督现场试验工作。