海上风电场并网性能测试方法、系统、计算机设备和介质转让专利
申请号 : CN202110770287.6
文献号 : CN113675878B
文献日 : 2022-05-03
发明人 : 林勇 , 宫大千 , 余浩 , 张章亮 , 彭穗 , 陈鸿琳 , 郭琦 , 胡云 , 朱益华 , 罗超 , 曾冠铭 , 李成翔 , 伍文聪 , 郭海平 , 邓丽君
申请人 : 广东电网有限责任公司 , 南方电网科学研究院有限责任公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种海上风电场并网性能测试方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:预先确定海上风电场的并网性能测试项目及对应的故障模拟规则;所述并网性能测试项目包括低电压穿越测试项目、高电压穿越测试项目、电压适应性测试项目和频率适应性测试项目;所述故障模拟规则包括低电压穿越故障模拟规则、高电压穿越故障模拟规则、空载电压波动故障模拟规则、负载电压波动故障模拟规则和至少一个电压频率阶跃故障模拟规则;
根据所述并网性能测试项目,搭建所述海上风电场的并网仿真测试模型;所述并网仿真测试模型包括通过相应接口设备与实时数字仿真器RTDS连接的至少一种类型的风电变流器控制系统和至少一个动态无功补偿装置;
校核所述并网仿真测试模型的模拟量通道和数字量通道的传输精度;
根据所述并网性能测试项目,配置所述并网仿真测试模型的系统参数,并在所述海上风电场的待测试并网点按照对应的所述故障模拟规则模拟故障,通过所述模拟量通道和数字量通道,执行并网性能测试;
其中,所述实时数字仿真器RTDS 用于模拟所述海上风电场的并网一次系统和待并入交流电网;所述并网一次系统包括海上风电机组、风电场汇集线路和箱变变压器;所述海上风电机组按照同类型多台等效为一台的原则进行等值建模;所述风电变流器控制系统和所述动态无功补偿装置分别包括与所述海上风电场现场型号对应一致的二次设备;
所述根据所述并网性能测试项目,配置所述并网仿真测试模型的系统参数,并在所述海上风电场的待测试并网点按照对应的所述故障模拟规则模拟故障,通过所述模拟量通道和数字量通道,执行并网性能测试的步骤包括:在所述待测试并网点按照所述低电压穿越故障模拟规则模拟故障,分别执行所述低电压穿越测试项目的空载测试和负载测试;所述低电压穿越故障模拟规则为采用所述实时数字仿真器RTDS,依次按照第一跌落幅值、第二跌落幅值和第三跌落幅值模拟产生对应时长分别为第一跌落时长、第二跌落时长和第三跌落时长的三相对称电压跌落和两相电压跌落;
在所述待测试并网点按照所述高电压穿越故障模拟规则模拟故障,分别执行所述高电压穿越测试项目的空载测试和负载测试;所述高电压穿越故障模拟规则为采用所述实时数字仿真器RTDS,依次按照第一升高幅值、第二升高幅值和第三升高幅值模拟产生对应时长分别为第一升高时长、第二升高时长和第三升高时长的三相对称电压升高和两相电压升高;
在所述待测试并网点分别按照所述空载电压波动故障模拟规则、负载电压波动故障模拟规则模拟故障,分别执行所述电压适应性测试项目的空载测试和负载测试;所述空载电压波动故障模拟规则为采用所述实时数字仿真器RTDS,将所述海上风电场的输出电压按照电压变动步长和第一单步持续时长从第一电压升至第二电压;所述负载电压波动故障模拟规则包括第一负载电压波动故障模拟规则和第二负载电压波动故障模拟规则;
在所述待测试并网点按照所述电压频率阶跃故障模拟规则模拟故障,执行所述频率适应性测试项目的负载测试;所述电压频率阶跃故障模拟规则为采用所述实时数字仿真器RTDS,将待并入交流电网的电压频率从额定频率阶跃至预设频率阶跃范围内的任一频率,并在保持对应的预设频率阶跃时长后,恢复到额定频率。
2.如权利要求1所述的海上风电场并网性能测试方法,其特征在于,所述在所述待测试并网点按照所述低电压穿越故障模拟规则模拟故障,分别执行所述低电压穿越测试项目的空载测试和负载测试的步骤包括:
确定所述动态无功补偿装置处于热备用状态时,在所述待测试并网点按照所述低电压穿越故障模拟规则模拟故障,并执行所述低电压穿越测试项目的空载测试,以及记录并网点低电压穿越空载性能测试结果;
判断所述并网点低电压穿越空载性能测试结果是否达标,若未达标,则判定所述低电压穿越测试项目未通过,并停止执行所述低电压穿越测试项目,反之,则将所述海上风电场投入运行,并配置所述海上风电场的有功控制策略和无功控制策略,以及将所述海上风电场的额定输出有功功率设为第一功率;
在所述待测试并网点按照所述低电压穿越故障模拟规则模拟故障,并执行所述低电压穿越测试项目的第一功率负载测试,以及记录第一负载低电压穿越测试结果;
判断所述第一负载低电压穿越测试结果是否达标,若未达标,则判定所述低电压穿越测试项目未通过,并停止执行所述低电压穿越测试项目,反之,则将所述海上风电场的额定输出有功功率设为第二功率,在所述待测试并网点按照所述低电压穿越故障模拟规则模拟故障,并执行所述低电压穿越测试项目的第二功率负载测试,以及记录第二负载低电压穿越测试结果;
判断所述第二负载低电压穿越测试结果是否达标,若未达标,则判定所述低电压穿越测试项目未通过,反之,则判定所述低电压穿越测试项目通过。
3.如权利要求1所述的海上风电场并网性能测试方法,其特征在于,所述在所述待测试并网点按照所述高电压穿越故障模拟规则模拟故障,分别执行所述高电压穿越测试项目的空载测试和负载测试的步骤包括:
确定所述动态无功补偿装置处于热备用状态时,在所述待测试并网点按照所述高电压穿越故障模拟规则模拟故障,并执行所述高电压穿越测试项目的空载测试,以及记录并网点高电压穿越空载性能测试结果;
判断所述并网点高电压穿越空载性能测试结果是否达标,若未达标,则判定所述高电压穿越测试项目未通过,并停止执行所述高电压穿越测试项目,反之,则将所述海上风电场投入运行,并配置所述海上风电场的有功控制策略和无功控制策略,以及将所述海上风电场的额定输出有功功率设为第一功率;
在所述待测试并网点按照所述高电压穿越故障模拟规则模拟故障,并执行所述高电压穿越测试项目的第一功率负载测试,以及记录第一负载高电压穿越测试结果;
判断所述第一负载高电压穿越测试结果是否达标,若未达标,则判定所述高电压穿越测试项目未通过,并停止执行所述高电压穿越测试项目,反之,则将所述海上风电场的额定输出有功功率设为第二功率,在所述待测试并网点按照所述高电压穿越故障模拟规则模拟故障,并执行所述高电压穿越测试项目的第二功率负载测试,以及记录第二负载高电压穿越测试结果;
判断所述第二负载高电压穿越测试结果是否达标,若未达标,则判定所述高电压穿越测试项目未通过,反之,则判定所述高电压穿越测试项目通过。
4.如权利要求1所述的海上风电场并网性能测试方法,其特征在于,所述在所述待测试并网点分别按照所述空载电压波动故障模拟规则、负载电压波动故障模拟规则模拟故障,分别执行所述电压适应性测试项目的空载测试和负载测试的步骤包括:将所述海上风电场与所述待并入交流电网断开,在所述待测试并网点按照所述空载电压波动故障模拟规则模拟故障,并执行所述电压适应性测试项目的空载测试,以及记录空载电压适应性测试结果;
判断所述空载电压适应性测试结果是否达标,若未达标,则判定所述电压适应性测试项目未通过,并停止执行所述电压适应性测试项目,反之,则将所述海上风电场设置在额定频率下运行,在所述待测试并网点按照所述第一负载电压波动故障模拟规则模拟故障,并执行所述电压适应性测试项目的负载测试,以及记录第一负载电压适应性测试结果;所述第一负载电压波动故障模拟规则为采用所述实时数字仿真器RTDS,将所述海上风电场的输出电压按照所述电压变动步长和第二单步持续时长从额定电压升至第三电压,并在将所述第三电压保持第三单步持续时长后,将所述海上风电场的输出电压按照所述电压变动步长和所述第二单步持续时长升至第四电压,并在将所述第四电压保持第四单步持续时长;
判断所述第一负载电压适应性测试结果是否达标,若未达标,则判定所述电压适应性测试项目未通过,并停止执行所述电压适应性测试项目,反之,则在所述待测试并网点按照所述第二负载电压波动故障模拟规则模拟故障,并执行所述电压适应性测试项目的负载测试,以及记录第二负载电压适应性测试结果;所述第二负载电压波动故障模拟规则为采用所述实时数字仿真器RTDS,将所述海上风电场的输出电压按照所述电压变动步长和所述第二单步持续时长从额定电压降至第五电压,并在将所述第五电压保持所述第三单步持续时长后,将所述海上风电场的输出电压按照所述电压变动步长和所述第二单步持续时长降至第六电压,并在将所述第六电压保持所述第四单步持续时长;
判断所述第二负载电压适应性测试结果是否达标,若未达标,则判定所述电压适应性测试项目未通过,反之,则判定所述电压适应性测试项目通过。
5.如权利要求1所述的海上风电场并网性能测试方法,其特征在于,所述在所述待测试并网点按照所述电压频率阶跃故障模拟规则模拟故障,执行所述频率适应性测试项目的负载测试的步骤包括:
将所述海上风电场投入运行,并配置所述海上风电场的有功控制策略和无功控制策略,调节所述海上风电场的额定输出额定电流;
在所述待测试并网点按照任一所述电压频率阶跃故障模拟规则模拟故障,并执行所述频率适应性测试项目的负载测试,以及记录负载频率适应性测试结果;
判断所述负载频率适应性测试结果是否达标,若未达标,则判定所述频率适应性测试项目未通过,并停止执行所述频率适应性测试项目,反之,则检查与所有电压频率阶跃故障模拟规则对应的频率适应性测试项目是否全部完成;
若与所有电压频率阶跃故障模拟规则对应的频率适应性测试项目未全部完成,则更新所述电压频率阶跃故障模拟规则,并执行所述频率适应性测试项目的负载测试,反之,则停止所述频率适应性测试项目。
6.一种海上风电场并网性能测试系统,其特征在于,能够执行权利要求1‑5任一所述的海上风电场并网性能测试方法,所述系统包括:测试制定模块,用于预先确定海上风电场的并网性能测试项目及对应的故障模拟规则;所述并网性能测试项目包括低电压穿越测试项目、高电压穿越测试项目、电压适应性测试项目和频率适应性测试项目;所述故障模拟规则包括低电压穿越故障模拟规则、高电压穿越故障模拟规则、空载电压波动故障模拟规则、负载电压波动故障模拟规则和至少一个电压频率阶跃故障模拟规则;
模型搭建模块,用于根据所述并网性能测试项目,搭建所述海上风电场的并网仿真测试模型;所述并网仿真测试模型包括通过相应接口设备与实时数字仿真器RTDS连接的至少一种类型的风电变流器控制系统和至少一个动态无功补偿装置;
通道校核模块,用于校核所述并网仿真测试模型的模拟量通道和数字量通道的传输精度;
性能测试模块,用于根据所述并网性能测试项目,配置所述并网仿真测试模型的系统参数,并在所述海上风电场的待测试并网点按照对应的所述故障模拟规则模拟故障,通过所述模拟量通道和数字量通道,执行并网性能测试。
7.一种计算机设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至5中任一所述方法的步骤。
8.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至5中任一所述方法的步骤。
说明书 :
海上风电场并网性能测试方法、系统、计算机设备和介质
技术领域
背景技术
富且清洁环保的优势而在电力系统中的接入规模不断扩大,但随着高比例海上风电场的接
入,其风电波动性强、逆调峰特性、大规模接入电网后的输送问题,以及集中并网带来的电
能质量及其它网源协调问题逐渐显现。这些问题将引起电网的电压波动、频率波动和输电
线路传输功率的波动等,较大的功率冲击还可能引起电网的功率振荡,严重时破坏电网的
安全稳定运行。因此,随着海上风电技术的发展,亟需开展海上风电场并网性能的有效测试
技术的研究,以保障海上风电场并网运行后电网的安全稳定运行。
压高导致测试车难以开展测试工作,并不能实现对海上风电场并网性能的全面有效检测,
很难保证海上风电场并网运行后电网的安全稳定运行。
网运行后电网的安全稳定的方法。
发明内容
力、电压适应性和频率适应性进行全面准确的评估和测试,提高海上风电场测试的全面性、
规范性和准确性,有效保障海上风电场并网运行后电网的安全稳定。
测试项目;所述故障模拟规则包括低电压穿越故障模拟规则、高电压穿越故障模拟规则、空
载电压波动故障模拟规则、负载电压波动故障模拟规则和至少一个电压频率阶跃故障模拟
规则;
流器控制系统和至少一个动态无功补偿装置;
和数字量通道,执行并网性能测试。
上风电机组按照同类型多台等效为一台的原则进行等值建模;所述风电变流器控制系统和
所述动态无功补偿装置分别包括与所述海上风电场现场型号对应一致的二次设备。
所述模拟量通道和数字量通道,执行并网性能测试的步骤包括:
时数字仿真器RTDS,依次按照第一跌落幅值、第二跌落幅值和第三跌落幅值模拟产生对应
时长分别为第一跌落时长、第二跌落时长和第三跌落时长的三相对称电压跌落和两相电压
跌落;
时数字仿真器RTDS,依次按照第一升高幅值、第二升高幅值和第三升高幅值模拟产生对应
时长分别为第一升高时长、第二升高时长和第三升高时长的三相对称电压升高和两相电压
升高;
载电压波动故障模拟规则为采用所述实时数字仿真器RTDS,将所述海上风电场的输出电压
按照电压变动步长和第一单步持续时长从第一电压升至第二电压;所述负载电压波动故障
模拟规则包括第一负载电压波动故障模拟规则和第二负载电压波动故障模拟规则;
RTDS,将所述待并入交流电网的电压频率从额定频率阶跃至预设频率阶跃范围内的任一频
率,并在保持对应的预设频率阶跃时长后,恢复到额定频率。
并网点低电压穿越空载性能测试结果;
电场投入运行,并配置所述海上风电场的有功控制策略和无功控制策略,以及将所述海上
风电场的额定输出有功功率设为第一功率;
额定输出有功功率设为第二功率,在所述待测试并网点按照所述低电压穿越故障模拟规则
模拟故障,并执行所述低电压穿越测试项目的第二功率负载测试,以及记录第二负载低电
压穿越测试结果;
并网点高电压穿越空载性能测试结果;
电场投入运行,并配置所述海上风电场的有功控制策略和无功控制策略,以及将所述海上
风电场的额定输出有功功率设为所述第一功率;
额定输出有功功率设为所述第二功率,在所述待测试并网点按照所述高电压穿越故障模拟
规则模拟故障,并执行所述高电压穿越测试项目的第二功率负载测试,以及记录第二负载
高电压穿越测试结果;
载测试的步骤包括:
录空载电压适应性测试结果;
额定频率下运行,在所述待测试并网点按照所述第一负载电压波动故障模拟规则模拟故
障,并执行所述电压适应性测试项目的负载测试,以及记录第一负载电压适应性测试结果;
所述第一负载电压波动故障模拟规则为采用所述实时数字仿真器RTDS,将所述海上风电场
的输出电压按照所述电压变动步长和第二单步持续时长从额定电压升至第三电压,并在将
所述第三电压保持第三单步持续时长后,将所述海上风电场的输出电压按照所述电压变动
步长和所述第二单步持续时长升至第四电压,并在将所述第四电压保持所述第四单步持续
时长;
按照所述第二负载电压波动故障模拟规则模拟故障,并执行所述电压适应性测试项目的负
载测试,以及记录第二负载电压适应性测试结果;所述第二负载电压波动故障模拟规则为
采用所述实时数字仿真器RTDS,将所述海上风电场的输出电压按照所述电压变动步长和所
述第二单步持续时长从额定电压降至第五电压,并在将所述第五电压保持所述第三单步持
续时长后,将所述海上风电场的输出电压按照所述电压变动步长和所述第二单步持续时长
降至第六电压,并在将所述第六电压保持所述第四单步持续时长;
故障模拟规则对应的频率适应性测试项目是否全部完成;
则停止所述频率适应性测试项目。
试项目和频率适应测试项目;所述故障模拟规则包括低电压穿越故障模拟规则、高电压穿
越故障模拟规则、空载电压波动故障模拟规则、负载电压波动故障模拟规则和至少一个电
压频率阶跃故障模拟规则;
一种类型的风电变流器控制系统和至少一个动态无功补偿装置;
通过所述模拟量通道和数字量通道,执行并网性能测试。
方法的步骤。
规则,根据并网性能测试项目搭建包括通过相应接口设备与实时数字仿真器RTDS连接的多
类型的风电变流器控制系统和多台SVG动态无功补偿装置且海上风电机组依据多台同类型
等效为一台风电机组原则构建海上风电场等值模型的半实物并网仿真测试模型,并在校核
该并网仿真测试模型的模拟量通道和数字量通道的传输精度后,根据并网性能测试项目,
配置并网仿真测试模型的系统参数,以及在海上风电场的待测试并网点按照对应的故障模
拟规则模拟故障,通过模拟量通道和数字量通道执行并网性能测试,对海上风电场并网的
低电压穿越能力、高电压穿越能力、电压适应性和频率适应性进行全面准确的评估。与现有
技术相比,该方法有效地解决了海上风电场的高压侧(220kV和500kV侧)因电压高导致测试
车难以开展测试工作,不能对海上风电场并网性能的进行全面有效检测的技术问题,不仅
考虑了各类型风电机组的运行特性和SVG动态无功补偿控制装置的支撑效果,还考虑了各
类型风电机组之间以及SVG动态无功补偿装置之间的相互影响,提高了海上风电场测试的
全面性、规范性和准确性,有效保障了海上风电场并网运行后电网的安全稳定。
附图说明
具体实施方式
用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人
员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
特性和SVG动态无功补偿控制装置的支撑效果,以及各类型风电机组之间以及SVG动态无功
补偿装置之间的相互影响的条件下,对图1所示的海上风电场并网场景中高压侧(如220kV
或500kV)并网点以及低压侧(35kV)并网点的低电压穿越能力、高电压穿越能力、电压适应
性和频率适应性等并网性能进行全面检测和准确评估。其中,海上风电场包括多种类型
(F1‑Fn)且同种类型Fi有多台的风电机组和多台SVG动态无功补偿装置;待并入交流电网的
电压为220kV或500kV,也可为其他电压值。下面以图1所示的应用场景为例,对本发明海上
风电场并网性能测试方法的具体实施进行详细描述。
适应测试项目;所述故障模拟规则包括低电压穿越故障模拟规则、高电压穿越故障模拟规
则、空载电压波动故障模拟规则、负载电压波动故障模拟规则和至少一个电压频率阶跃故
障模拟规则;
的,在此基础上制定了与各测试项目对应的故障模拟规则,用于后续的仿真测试使用。需要
说明的是,对于以本发明测试内容为基础进一步扩展测试项目以及设定的对应的故障模拟
规则,原则上都可以采用本发明的海上风电场并网性能测试方法对待测试并网点的扩展性
能进行有效评估,并在本发明的保护范围内。
电变流器控制系统和至少一个动态无功补偿装置。
图3所示的半实物控制的硬件在环仿真测试模型,其中,接口设备包括电口通信设备和光口
通信设备;风电变流器控制系统包括与海上风电场现场型号对应一致的二次设备,用于真
实模拟风电场实际控制特性;SVG动态无功补偿装置包括与海上风电场现场型号对应一致
的二次设备,用于真实模拟风电场配套SVG动态无功补偿装置的实际控制特;实时数字仿真
器RTDS用于模拟海上风电场的包括海上风电机组、风电场汇集线路和箱变变压器等的并网
一次系统和待并入交流电网,且将图1所示的海上风电场有n种类型的风电机组,每种类型
风机有m台,并在35kV等级的并网点侧配置了同类型的t台SVG动态无功补偿控制装置的模
型中的海上风电机组按照同类型多台等效为一台的原则进行等值建模,简化得到图4所示
的海上风电场等值模型,并用于仿真测试。
出到风电变流器控制系统半实物上,记录风电变流器控制系统半实物接收到的电压实测
值;计算实测值与给定值之间的标称误差,测量精度电压量控制在5‰以内,否则调节电压
通道的零漂,使标称误差满足要求为止;在实时数字仿真器RTDS上对每个电流通道分别给
定值为1A、0.5A和0.2A(给定值可以任意设定),并输出到风电变流器控制系统半实物上,记
录风电变流器控制系统半实物接收到的电压实测值;计算实测值与给定值之间的标称误
差,测量精度电流量控制在5‰以内,否则调节电压通道的零漂,使标称误差满足要求为止。
变流器控制系统半实物接收到的数字量信号状态;若风电变流器控制系统半实物接收到的
数字量信号状态也为0信号,则通道正确,否则通道异常,更换通道直至通道正常为止;在实
时数字仿真器RTDS上对每个数字量通道给定1信号,并输出到风电变流器控制系统半实物
上,记录风电变流器控制系统半实物接收到的数字量信号状态;若风电变流器控制系统半
实物接收到的数字量信号状态也为1信号,则通道正确,否则通道异常,更换通道直至通道
正常为止。
通道和数字量通道,执行并网性能测试。
分别与国标和行标《NB/T31078‑2016风电场并网性能评价方法》(下文简称行标)的相应指
标要求进行比对,对测试结果进行有效且准确的评估。如图5所示,所述根据所述并网性能
测试项目,配置所述并网仿真测试模型的系统参数,并在所述海上风电场的待测试并网点
按照对应的所述故障模拟规则模拟故障,通过所述模拟量通道和数字量通道,执行并网性
能测试S14包括:
所述实时数字仿真器RTDS,依次按照第一跌落幅值、第二跌落幅值和第三跌落幅值模拟产
生对应时长分别为第一跌落时长、第二跌落时长和第三跌落时长的三相对称电压跌落和两
相电压跌落;
按照:跌落幅值为0.9‑0.05(标幺值)持续时长2000±20ms、跌落幅值为0.5±0.05(标幺值)
持续时长1214±20ms、和跌落幅值为0.2±0.05(标幺值)持续时长625±20ms的规则同时同
幅度跌落。低电压穿越测试项目包括空载测试和负载测试,对应测试中均使用低电压穿越
故障模拟规则模拟故障进行测试,空载测试未通过不能进行负载测试,空载测试和负载测
试均通过才能说明低电压穿越测试项目是通过的。如图6所示,所述在所述待测试并网点按
照所述低电压穿越故障模拟规则模拟故障,分别执行所述低电压穿越测试项目的空载测试
和负载测试的步骤S141包括:
及记录并网点低电压穿越空载性能测试结果;
力、有功功率恢复速率、动态无功支撑能力,并将其与国标进行对比判断,比如从电压数据
可以直观判断电压输出的时间长短,若某段时间电压没有数据,则表示该时间段风电场已
脱网,且脱网时间就是低压穿越能力的时间,并将该低压穿越能力的时间与国标要求进行
比对,来判断该测试场景是否达标。同理,使用其他数据进行评估的方法类似,此处不再赘
述。
海上风电场投入运行,并配置所述海上风电场的有功控制策略和无功控制策略,以及将所
述海上风电场的额定输出有功功率设为第一功率;
用额定有功功率的20%作为第一功率开始低电压穿越的负载测试。
电场的额定输出有功功率设为第二功率,在所述待测试并网点按照所述低电压穿越故障模
拟规则模拟故障,并执行所述低电压穿越测试项目的第二功率负载测试,以及记录第二负
载低电压穿越测试结果;
该次测试过程中的电压、电流波形和无功功率等数据,用于与国标比对,判断测试是否达
标。
相对极端且具有代表性的工况进行低电压穿越测试,能够采用较少的测试工作取得较好评
估效果。
所述实时数字仿真器RTDS,依次按照第一升高幅值、第二升高幅值和第三升高幅值模拟产
生对应时长分别为第一升高时长、第二升高时长和第三升高时长的三相对称电压升高和两
相电压升高;
按照:升高幅值为1.2±0.03(标幺值)持续时长10000±20ms、升高幅值为1.25±0.03(标幺
值)持续时长1000±20m、和升高幅值为1.3±0.03(标幺值)持续时长500±20ms的规则同时
同幅度升高。高电压穿越测试项目包括空载测试和负载测试,对应测试中均使用高电压穿
越故障模拟规则模拟故障进行测试,空载测试未通过不能进行负载测试,空载测试和负载
测试均通过才能说明高电压穿越测试项目是通过的,如图7所示,所述在所述待测试并网点
按照所述高电压穿越故障模拟规则模拟故障,分别执行所述高电压穿越测试项目的空载测
试和负载测试的步骤S142包括:
及记录并网点高电压穿越空载性能测试结果;
海上风电场投入运行,并配置所述海上风电场的有功控制策略和无功控制策略,以及将所
述海上风电场的额定输出有功功率设为所述第一功率;
用额定有功功率的20%作为第一功率开始高电压穿越的负载测试。
电场的额定输出有功功率设为所述第二功率,在所述待测试并网点按照所述高电压穿越故
障模拟规则模拟故障,并执行所述高电压穿越测试项目的第二功率负载测试,以及记录第
二负载高电压穿越测试结果;
该次测试过程中的电压、电流波形和无功功率等数据,用于与国标比对,判断测试是否达
标。
相对极端且具有代表性的工况进行高电压穿越测试,能够采用较少的测试工作取得较好评
估效果。
所述空载电压波动故障模拟规则为采用所述实时数字仿真器RTDS,将所述海上风电场的输
出电压按照电压变动步长和第一单步持续时长从第一电压升至第二电压;所述负载电压波
动故障模拟规则包括第一负载电压波动故障模拟规则和第二负载电压波动故障模拟规则;
字仿真器RTDS模拟使得海上风电场待测试并网点输出电压按照步长为额定电压的1%且每
个步长应至少持续5s的原则从0.9p.u.线性升高至1.1p.u.;在实时数字仿真器RTDS模拟使
得海上风电场待测试并网点输出电压从额定电压开始,以额定电压的1%为步长逐步升高
电压,每个步长应至少持续20s,当电压升至1.05p.u.时,该点测试持续时间不小于10min,
继续以额定电压的1%为步长逐步升高电压,每个步长应至少持续20s,当电压升至1.1p.u.
时,该点测试持续时间不小于30min结束;在实时数字仿真器RTDS模拟使得海上风电场待测
试并网点输出电压从额定电压开始,以额定电压的1%为步长逐步降低电压,每个步长应至
少持续20s,当电压升至0.95p.u.时,该点测试持续时间不小于10min,继续以额定电压的
1%为步长逐步升高电压,每个步长应至少持续20s,当电压降至0.9p.u.时,该点测试持续
时间不小于30min结束。
次使用第一负载电压波动故障模拟规则和第二负载电压波动故障模拟规则模拟故障进行
测试,且空载测试和负载测试均通过才能说明电压适应性测试项目是通过的,如图8所示,
所述在所述待测试并网点分别按照所述空载电压波动故障模拟规则、负载电压波动故障模
拟规则模拟故障,分别执行所述电压适应性测试项目的空载测试和负载测试的步骤S143包
括:
以及记录空载电压适应性测试结果;
设置在额定频率下运行,在所述待测试并网点按照所述第一负载电压波动故障模拟规则模
拟故障,并执行所述电压适应性测试项目的负载测试,以及记录第一负载电压适应性测试
结果;所述第一负载电压波动故障模拟规则为采用所述实时数字仿真器RTDS,将所述海上
风电场的输出电压按照所述电压变动步长和第二单步持续时长从额定电压升至第三电压,
并在将所述第三电压保持第三单步持续时长后,将所述海上风电场的输出电压按照所述电
压变动步长和所述第二单步持续时长升至第四电压,并在将所述第四电压保持所述第四单
步持续时长;
样用于与国标要求进行比对,判断该测试内容是否达标。
并网点按照所述第二负载电压波动故障模拟规则模拟故障,并执行所述电压适应性测试项
目的负载测试,以及记录第二负载电压适应性测试结果;所述第二负载电压波动故障模拟
规则为采用所述实时数字仿真器RTDS,将所述海上风电场的输出电压按照所述电压变动步
长和所述第二单步持续时长从额定电压降至第五电压,并在将所述第五电压保持所述第三
单步持续时长后,将所述海上风电场的输出电压按照所述电压变动步长和所述第二单步持
续时长降至第六电压,并在将所述第六电压保持所述第四单步持续时长;
样用于与国标要求进行比对,判断该测试内容是否达标。
试,且在测试过程中海上风电场设定为单位功率因数控制,测试过程中风电场平均有功功
率输出应在额定功率的10%以上,严格采用国标要求设定具有代表性的故障模拟规则,进
行有效的故障模拟,既保证了测试有效性,又保证了测试的全面性。
仿真器RTDS,将所述待并入交流电网的电压频率从额定频率阶跃至预设频率阶跃范围内的
任一频率,并在保持对应的预设频率阶跃时长后,恢复到额定频率。
器RTDS模拟使得海上风电场待测试并网点的待并入交流电网的电压频率从额定值阶跃至
49.55‑50.15Hz内的任意电压频率值,并在保持至少20min后恢复到额定频率;在实时数字
仿真器RTDS模拟使得海上风电场待测试并网点的待并入交流电网的电压频率从额定值阶
跃至48.05‑49.45Hz内的任意电压频率值,并在保持至少10min后恢复到额定频率;在实时
数字仿真器RTDS模拟使得海上风电场待测试并网点的待并入交流电网的电压频率从额定
值阶跃至50.25‑50.45Hz内的任意电压频率值,并在保持至少2min后恢复到额定频率。
于与国标要求进行比对,判断该测试内容是否达标。
率阶跃故障模拟规则对应的频率适应性测试项目是否全部完成;
顺序在待测试并网点模拟故障进行测试,只有三种电压频率阶跃故障模拟规则模拟的故障
场景对应记录的负载频率适应性测试结果全部符合国标要求,才认为频率适应性测试项目
通过测试,若其中任一故障场景下的测试记录的负载频率适应性测试结果不达标,则直接
判定为频率适应性测试项目未通过测试,并停止测试当前的频率适应性测试项目。
试,反之,则停止所述频率适应性测试项目。
结构搭建包括通过相应接口设备与实时数字仿真器RTDS连接的多类型的风电变流器控制
系统和多台SVG动态无功补偿装置的、且海上风电机组依据多台同类型等效为一台风电机
组原则构建海上风电场等值模型的半实物并网仿真测试模型,并采用校核后模拟量通道和
数字量通道相结合的通道测试方法执行并网性能测试,对海上风电场并网的低电压穿越能
力、高电压穿越能力、电压适应性和频率适应性进行全面准确的评估的方法,不仅解决了海
上风电场的高压侧(220kV和500kV侧)因电压高导致测试车难以开展测试工作,不能对海上
风电场并网性能的进行全面有效检测的技术问题,不仅考虑了各类型风电机组的运行特性
和SVG动态无功补偿控制装置的支撑效果,还考虑了各类型风电机组之间以及SVG动态无功
补偿装置之间的相互影响,提高了海上风电场测试的全面性、规范性和准确性,有效保障了
海上风电场并网运行后电网的安全稳定。
执行并没有严格的顺序限制,这些步骤可以以其它的顺序执行。
测试项目和频率适应测试项目;所述故障模拟规则包括低电压穿越故障模拟规则、高电压
穿越故障模拟规则、空载电压波动故障模拟规则、负载电压波动故障模拟规则和至少一个
电压频率阶跃故障模拟规则;
一种类型的风电变流器控制系统和至少一个动态无功补偿装置;
通过所述模拟量通道和数字量通道,执行并网性能测试。
统中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式
内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中,也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储
器中,以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
显示器和输入装置。其中,该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备
的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算
机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该
计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行
时以实现一种海上风电场并网性能测试方法。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或
者电子墨水显示屏,该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层,也可以是计
算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板,还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。
设备可以包括比途中所示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者具有同的部件布置。
试项目以及对应的具有代表性的故障模拟规则,根据海上风电场与待并入交流电网的实际
拓扑结构搭建包括通过相应接口设备与实时数字仿真器RTDS连接的多类型的风电变流器
控制系统和多台SVG动态无功补偿装置的、且海上风电机组依据多台同类型等效为一台风
电机组原则构建海上风电场等值模型的半实物并网仿真测试模型,并采用校核后模拟量通
道和数字量通道相结合的通道测试方法执行并网性能测试,对海上风电场并网的低电压穿
越能力、高电压穿越能力、电压适应性和频率适应性进行全面准确的评估的方法,不仅解决
了海上风电场的高压侧(220kV和500kV侧)因电压高导致测试车难以开展测试工作,不能对
海上风电场并网性能的进行全面有效检测的技术问题,不仅考虑了各类型风电机组的运行
特性和SVG动态无功补偿控制装置的支撑效果,还考虑了各类型风电机组之间以及SVG动态
无功补偿装置之间的相互影响,提高了海上风电场测试的全面性、规范性和准确性,有效保
障了海上风电场并网运行后电网的安全稳定。
可读取存储介质中,该计算机程序在执行时,可包括如上述各方法的实施例的流程。
统、计算机设备和存储介质的实施例而言,由于其基本相似于方法实施例,所以描述的比较
简单,相关之处参见方法实施例的部分说明即可。需要说明的是,上述实施例的各技术特征
可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合
都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范
围。
术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和替换,这些改进和
替换也应视为本申请的保护范围。因此,本申请专利的保护范围应以所述权利要求的保护
范围为准。