有效
一种海上风电场电能质量测试方法和系统
杨汾艳、苏伟、盛超、刘正富、余达、吴小可、杜胜磊
南方电网电力科技股份有限公司
摘要
本发明涉及电能质量评价技术领域,公开了一种海上风电场电能质量测试方法和系统,其方法根据待测海上风电场的运行状态进行电能质量测试,获得运行状态对应的电能质量测试指标值,若判断有其它海上风电场接入待测海上风电场,则对待测海上风电场的并网点以及其接入的其它海上风电场的并网点分别进行电能质量测试,将电能质量测试指标值与其对应的电能质量指标限值进行比较,基于预设的评价规则,根据电能质量指标比较结果对待测海上风电场的电能质量进行评价,以判断待测海上风电场的电能质量是否合格,其考虑了不同拓扑结构的海上风电场和运行状态,增加电压偏差、三相电压不平衡度两个指标,提高了海上风电场电能质量测试准确性。
1.一种海上风电场电能质量测试方法,其特征在于,包括以下步骤:S1、获取待测海上风电场的运行状态,所述运行状态包括停运状态和正常运行状态;S2、根据待测海上风电场的运行状态对预设的测试点进行电能质量测试,若待测海上风电场的运行状态为停运状态,则对待测海上风电场的并网点进行电能质量测试,获得背景电能质量测试指标值,所述背景电能质量测试指标值包括电压偏差、长时间闪变值、谐波电压、间谐波电压、三相电压总谐波畸变率和三相电压不平衡度,执行步骤S4;若待测海上风电场的运行状态为正常运行状态,则执行下一步;S3、根据待测海上风电场的拓扑结构判断是否有其它海上风电场接入所述待测海上风电场,若判断有其它海上风电场接入所述待测海上风电场,则对待测海上风电场的并网点以及其接入的其它海上风电场的并网点分别进行电能质量测试,获得待测海上风电场的并网点和其它海上风电场的并网点分别对应的正常运行电能质量测试指标值,若判断未有其它海上风电场接入所述待测海上风电场,则对待测海上风电场的并网点进行电能质量测试,获得待测海上风电场的并网点对应的正常运行电能质量测试指标值,所述正常运行电能质量测试指标值包括电压偏差、长时间闪变值、谐波电流、间谐波电压和三相电压不平衡度;S4、根据所述待测海上风电场的运行状态在本地数据库中匹配得到对应的电能质量指标限值,将电能质量测试指标值与其对应的电能质量指标限值进行比较,得到电能质量指标比较结果;S5、基于预设的评价规则,根据所述电能质量指标比较结果对待测海上风电场的电能质量进行评价,得到待测海上风电场的电能质量评价结果。
2.根据权利要求1所述的海上风电场电能质量测试方法,其特征在于,还包括:将待测海上风电场的输出功率从0至额定功率的100%,以10%的额定功率为功率区间,每个功率区间的每相采集预设的测试点在预设有效测试时段的多个预设时间序列的瞬时电压测量值和瞬时电流值的测量值,还采集每个预设的测试点的电压偏差、长时间闪变值、谐波电流、间谐波电压和三相电压不平衡度分别对应的最大值,其中,预设有效测试时段为风电场95%以上风电机组正常投入运行的时段。
3.根据权利要求1所述的海上风电场电能质量测试方法,其特征在于,步骤S4之前包括:S41、根据待测海上风电场的运行状态设置电能质量指标限值,若待测海上风电场的运行状态为停运状态,则设置背景电能质量测试指标限值;若待测海上风电场的运行状态为正常运行,则设置正常运行电能质量测试指标限值;S42、将待测海上风电场的运行状态与其对应的电能质量测试指标限值构建映射关系,并存储至本地数据库。
4.根据权利要求3所述的海上风电场电能质量测试方法,其特征在于,步骤S4具体包括:S401、根据所述待测海上风电场的运行状态在本地数据库中匹配得到对应的电能质量指标限值,若所述待测海上风电场的运行状态为停运状态,则在本地数据库中匹配得到背景电能质量测试指标限值,并执行步骤S402;若所述待测海上风电场的运行状态为正常运行状态,则在本地数据库中匹配得到正常运行电能质量测试指标限值,并执行步骤S403;S402、将所述背景电能质量测试指标值与所述背景电能质量测试指标限值进行比较,若所述背景电能质量测试指标值超过所述背景电能质量测试指标限值,则判定相应的背景电能质量测试指标值不合格,若所述背景电能质量测试指标值不超过所述背景电能质量测试指标限值,则判定相应的背景电能质量测试指标值合格;S403、将所述正常运行电能质量测试指标值与所述正常运行电能质量测试指标限值进行比较,若所述正常运行电能质量测试指标值超过所述正常运行电能质量测试指标限值,则判定相应的正常运行电能质量测试指标值不合格,若所述正常运行电能质量测试指标值不超过所述正常运行电能质量测试指标限值,则判定相应的正常运行电能质量测试指标值合格。
5.根据权利要求4所述的海上风电场电能质量测试方法,其特征在于,还包括:根据待测海上风电场的运行状态在本地数据库中匹配得到对应的评价规则,所述评价规则包括:若待测海上风电场的运行状态为停运状态,则根据待测海上风电场的并网点对应的电能质量指标比较结果确定待测海上风电场的电能质量评价结果;若待测海上风电场的运行状态为正常运行状态且未有其它海上风电场接入所述待测海上风电场,则根据待测海上风电场的并网点对应的电能质量指标比较结果确定待测海上风电场的电能质量评价结果;若待测海上风电场的运行状态为正常运行状态且有其它海上风电场接入所述待测海上风电场,则根据待测海上风电场的并网点以及其接入的其它海上风电场的并网点分别对应的电能质量指标比较结果共同协调确定待测海上风电场的电能质量评价结果。
6.一种海上风电场电能质量测试系统,用于执行权利要求1~5任一项所述的海上风电场电能质量测试方法,其特征在于,包括:数据采集终端、数据本地处理终端、通讯模块和远程控制终端,所述数据采集终端通过有线通讯接口与所述数据本地处理终端连接,所述数据采集终端和所述数据本地处理终端均通过所述通讯模块与所述远程控制终端通信连接;所述数据采集终端用于获取待测海上风电场的运行状态,所述运行状态包括停运状态和正常运行状态;还用于根据待测海上风电场的运行状态对预设的测试点进行电能质量测试,采集所述预设的测试点的电压数据和电流数据,还用于若待测海上风电场的运行状态为停运状态,则对待测海上风电场的并网点进行电能质量测试,获得背景电能质量测试指标值,所述背景电能质量测试指标值包括电压偏差、长时间闪变值、谐波电压、间谐波电压、三相电压总谐波畸变率和三相电压不平衡度;还用于若待测海上风电场的运行状态为正常运行状态,则根据待测海上风电场的拓扑结构判断是否有其它海上风电场接入所述待测海上风电场,若判断有其它海上风电场接入所述待测海上风电场,则对待测海上风电场的并网点以及其接入的其它海上风电场的并网点分别进行电能质量测试,获得待测海上风电场的并网点和其它海上风电场的并网点分别对应的正常运行电能质量测试指标值,若判断未有其它海上风电场接入所述待测海上风电场,则对待测海上风电场的并网点进行电能质量测试,获得待测海上风电场的并网点对应的正常运行电能质量测试指标值,所述正常运行电能质量测试指标值包括电压偏差、长时间闪变值、谐波电流、间谐波电压和三相电压不平衡度;所述数据本地处理终端用于接收所述预设的测试点对应的电压数据、电流数据、所述背景电能质量测试指标值和所述正常运行电能质量测试指标值,还用于根据所述待测海上风电场的运行状态在本地数据库中匹配得到对应的电能质量指标限值,将电能质量测试指标值与其对应的电能质量指标限值进行比较,得到电能质量指标比较结果;还用于基于预设的评价规则,根据所述电能质量指标比较结果对待测海上风电场的电能质量进行评价,得到待测海上风电场的电能质量评价结果;还用于将所述预设的测试点对应的电压数据、电流数据、所述背景电能质量测试指标值、所述正常运行电能质量测试指标值、电能质量指标比较结果和电能质量评价结果发送至所述远程控制终端以供用户进行远程查看。
7.根据权利要求6所述的海上风电场电能质量测试系统,其特征在于,所述数据采集终端包括电能质量数据采集设备和风电场能量管理模块;所述电能质量数据采集设备用于采集待测风电场的预设的测试点的电压数据和电流数据,还用于计算背景电能质量测试指标值和正常运行电能质量测试指标值;所述风电场能量管理模块用于采集待测风电场的有功功率和风电机组运行状态数据。
8.根据权利要求7所述的海上风电场电能质量测试系统,其特征在于,所述数据本地处理终端与所述电能质量数据采集设备通过有线通讯接口连接;所述数据本地处理终端用于接收所述电能质量数据采集设备所采集的电压、电流数据以及背景电能质量测试指标值和正常运行电能质量测试指标值;还用于对所述电能质量数据采集设备进行参数配置,参数配置包括电压数据的变比和电流数据的变比,还用于将所述电能质量数据采集设备所采集的电压数据、电流数据以及背景电能质量测试指标值和正常运行电能质量测试指标值进行本地存储,还用于判断所述电能质量数据采集设备所采集的电压数据和电流数据的样本数是否满足预设的样本数。
9.根据权利要求8所述的海上风电场电能质量测试系统,其特征在于,所述远程控制终端通过所述通讯模块连接至所述能量管理模块,用于获取所述能量管理模块所采集的待测风电场的有功功率和风电机组运行状态数据;还用于判断电能质量测试是否为有效测试时段,其中,所述有效测试时段为风电场95%以上风电机组正常投入运行的时段;还用于监控所述电能质量数据采集设备和数据本地处理终端的运行状态。



