一種風電場無功補償裝置動態(tài)響應時間檢測方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種檢測方法，具體涉及一種風電場無功補償裝置動態(tài)響應時間檢測方法。
【背景技術】
[0002]如今，風電呈現(xiàn)快速發(fā)展趨勢，裝機容量越來越大，在電網中所占比例也隨之上升。2011年以來，我國“三北”地區(qū)發(fā)生多起風電大規(guī)模脫網事故，其中無功補償裝置的運行及管理是造成風電事故擴大的主要原因，由于風電場無功配置不合理及動態(tài)響應時間較慢，導致故障的進一步擴大。為提高風電場無功補償裝置(SVC、STATC0M)運行可靠性，滿足電網調壓與穩(wěn)定的要求，加強風電場及電網的安全穩(wěn)定能力，國家電網公司企業(yè)標準《Q/GDW 11064-2013風電場無功補償裝置技術性能和測試規(guī)范》對風電場無功補償裝置性能提出了要求，同時對無功補償裝置的動態(tài)響應時間和調節(jié)時間提出了具體的要求。
[0003]關于無功補償裝置動態(tài)響應時間指標，國家電網公司企業(yè)標準《Q/GDW11064-2013風電場無功補償裝置技術性能和測試規(guī)范》中，進一步明確無功補償裝置的響應時間及調控性能要求，提出了利用切除電容器或風機匯集線產生外部電壓擾動，測量無功補償裝置的響應時間和鎮(zhèn)定時間。標準中確定系統(tǒng)響應時間分為兩個階段，第一階段是控制系統(tǒng)響應時間，第二階段是從被控量開始變化，直至首次達到目標值的90%所用的時間。由于控制信號的輸入時刻難以準確捕捉，導致控制系統(tǒng)響應時間很難準確測量，進而導致系統(tǒng)響應時間難以準確測量，標準提出通過測試擾動檢測時間(15ms)與無功補償裝置系統(tǒng)響應時間的總和，近似計算出系統(tǒng)響應時間是否滿足要求。如果擾動檢測時間與無功補償裝置系統(tǒng)響應時間的總和(45ms，則可認為無功補償裝置的系統(tǒng)響應時間滿足要求。同時，標準要求無功補償裝置響應故障后第一擺鎮(zhèn)定時間為100ms。
[0004]國家電網公司企業(yè)標準對風電場無功補償裝置響應時間的要求如附圖1所示。風電場無功補償裝置響應時間由無功補償裝置的擾動檢測時間、控制系統(tǒng)響應時間和系統(tǒng)調節(jié)時間三個部分構成。其中，無功補償裝置的系統(tǒng)調節(jié)時間可通過檢測裝置輸出側無功功率或無功電流測量值的變化獲取，但無功補償裝置的擾動檢測時間和控制系統(tǒng)響應時間卻較難準確測量。鑒于相關標準對于風電場無功補償裝置響應時間的檢測要求，需要一種適用于現(xiàn)場、能夠反映真實測量結果的檢測方法來準確獲取無功補償裝置的響應時間，為電網調度部門和風電場運營管理者提供支持和參考。
[0005]現(xiàn)有風電場無功補償裝置動態(tài)響應時間檢測方法由于存在設備間的通訊和執(zhí)行(無功補償裝置內部計算及輸出)時延，會導致動態(tài)響應時間測量存在較大誤差。通過投切部分集電線路或固定補償設備來產生外部電壓變化，可能會出現(xiàn)電壓變化不明顯，無功補償裝置不動或拒動，具有一定的局限性。同時，由于同樣PI參數(shù)下，不同無功調節(jié)量需要的響應時間并不相同，小電壓/無功擾動測量所得出的響應時間必然偏小，精確的響應時間需要大的無功/電壓階躍來獲得。

【發(fā)明內容】

[0006]為解決上述技術問題，本發(fā)明提供一種風電場無功補償裝置動態(tài)響應時間檢測方法，實現(xiàn)了無功補償裝置動態(tài)響應時間的準確測量。
[0007]為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采取如下技術方案:
[0008]—種風電場無功補償裝置動態(tài)響應時間檢測方法，所述方法包括:
[0009](1)分析相關標準對風電場無功補償裝置動態(tài)響應時間要求；
[0010](2)確定測試裝置后臺單元向數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)發(fā)送同步信號的時間、向無功補償裝置發(fā)送電壓/無功目標值的時間以及無功補償裝置向數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)輸出反饋信號的時間；
[0011](3)獲取無功補償裝置的動態(tài)響應時間；
[0012](4)將同步信號和反饋信號發(fā)送至數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，調用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)獲取無功補償裝置精確動態(tài)響應時間；
[0013](5)驗證該精確動態(tài)響應時間是否符合標準要求。
[0014]優(yōu)選的，所述步驟⑴具體包括:
[0015]測試裝置后臺單元在^時刻向無功補償裝置下發(fā)電壓/無功目標值；
[0016]所述無功補償裝置確認接收到該電壓/無功目標值后，在t2時刻向數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)發(fā)出反饋信號；
[0017]校核電壓/無功目標值的合法性，并依據(jù)當時電網運行情況，結合相應的控制策略計算出無功電流目標值；將其計算初始時刻記為t3;
[0018]無功補償裝置輸出無功電流開始時刻t4;以及無功電流輸出量達到無功電流目標值90%的時刻t5。
[0019]優(yōu)選的，所述步驟⑵具體包括:
[0020]2-1確定測試裝置與無功補償裝置間的通訊時間ΔΤ1 = t2_ti，包括指令下發(fā)時間、應答時間、校核時間和確認時間；
[0021]2-2確定無功補償裝置輸出量的計算時間△ T2 ;
[0022]2-3確定觸發(fā)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)時間△ T3 = t4_t2;g采用硬節(jié)點信號采集數(shù)據(jù)，該時間單位為毫秒；若采用通訊方式采集，則時間延時為ATI ;若自動檢測電壓變化，該時間長度為1-2個周波；
[0023]2-4確定無功電流輸出量達到無功電流目標值90%的時間AT4 = t5_t3。
[0024]進一步地，所述步驟(2-2)中，結合當前電網運行狀態(tài)和無功/電壓目標值獲取無功電流輸出量的計算時間AT2 = t3_t2，其取值范圍為一個周波以上。
[0025]優(yōu)選的，所述步驟⑶中，獲取無功補償裝置動態(tài)響應時間表達式為:Δ T1+ Δ T2+ Δ T4 或者 Δ T1+ Δ T3+ Δ T4。
[0026]優(yōu)選的，所述步驟(4)中，獲取精確的無功補償裝置動態(tài)響應時間包括:通過測試裝置后臺單元將電壓/無功目標值發(fā)送至無功補償裝置，所述無功補償裝置接收電壓/無功目標值的同時，輸出一個開關量/模擬量反饋至測量裝置；測試獲得無功補償裝置接收至IJ電壓/無功目標值指令后開始運行時間、無功電流輸出量和動態(tài)響應時間。
[0027]進一步地，所述獲取精確的無功補償裝置動態(tài)響應時間的具體步驟包括:
[0028]a、利用測試裝置后臺單元向無功補償裝置下發(fā)無功/電壓調節(jié)指令的同時，向數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)輸出一個小電壓同步信號，所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)接收到該信號后，自動開始采集數(shù)據(jù)；
[0029]b、無功補償裝置接收到無功/電壓目標值后，向數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)輸出反饋信號，即t2時刻；
[0030]c、以數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)收到無功補償裝置反饋信號時刻為起始時刻，直至無功補償裝置輸出無功電流達到電流目標值的90%，即無功補償裝置的動態(tài)響應時間；其表達式為t5_t2= Λ Τ2+ Λ Τ40
[0031]優(yōu)選的，所述步驟(5)的驗證方法包括:當無功補償裝置的精確動態(tài)響應時間小于風電場無功補償裝置動態(tài)響應時間要求的相關標準時，則驗證通過。
[0032]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明達到的有益效果是:
[0033]該方法操作簡單，易于現(xiàn)場實現(xiàn)，能夠真實反映出無功補償裝置的動態(tài)響應時間。只需在測量系統(tǒng)中提供一個同步信號輸出，同時在無功補償裝置接收到控制指令信號后反饋一個指令接收確認信號給數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。避免了無功補償裝置通訊和計算處理時間無法準確測量的問題，相比其他方法，降低了測試過程中可能引起的安全風險；
[0034]提高了測試風電場無功補償裝置動態(tài)響應時間的準確度，便于現(xiàn)場操作，能夠真實反映無功補償裝置的動態(tài)響應時間。在風電場符合安全要求的情況下，一個完整測試周期可由測試系統(tǒng)自動完成，不需要人工干預；
[0035]具備良好的通用性。風電場額定容量不同，待測試無功補償裝置的數(shù)量也可能不同，無論待測試無功補償裝置間是否具備協(xié)調控制功能，測試系統(tǒng)只需要修改簡單的配置即可，不需要修改系統(tǒng)測試源代碼；
[0036]不采用通訊規(guī)約而采用同步小電壓信號輸出，方案的通用性較好，且時延短；本方案無需修改現(xiàn)場通訊的點表，避免了不同廠家通訊規(guī)約及接口的調試工作量。
【附圖說明】
[0037]圖1為無功補償裝置響應時間要求曲線示意圖；
[0038]圖2為風電場無功補償裝置電壓/無功目標值執(zhí)行示意圖；
[0039]圖3為風電場無功補償裝置動態(tài)響應時間測試原理結構示意圖；
[0040]圖4為風電場無功補償裝置動態(tài)響應時間檢測方法流程圖；
【具體實施方式】
[0041]以下將結合附圖，對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步的詳細說明。
[0042]如圖4所示，一種風電場無功補償裝置動態(tài)響應時間檢測方法，所述方法包括:
[0043](1)如圖1所示，分析相關標準對風電場無功補償裝置動態(tài)響應時間要求，包括:
[0044]測試裝置后臺單元根據(jù)通訊規(guī)約在^寸刻向無功補償裝置下發(fā)電壓/無功目標值；