[发明专利]用于风电场功率调节和电能质量的评估系统及其评估方法

摘要

本发明涉及电力系统分析的评估系统及其评估方法，具体涉及一种用于风电场功率调节能力和电能质量的评估系统及其评估方法。本发明的评估系统依据Q/GDW630‑2011《风电场功率调节能力和电能质量测试规程》，包括数据预处理模块、数据采集模块、功率调节能力和电能质量数据分析模块、评估报告生成模块4部分。本发明可基于风电电能质量在线监测或离线监测数据，对测试数据进行自动化处理，实现对风电场功率调节能力和电能质量的评估，并自动出具评估报告，评估方法减少网络数据传输量，减轻网络负担。

主权项

一种用于风电场功率调节能力和电能质量的评估系统，所述评估系统与风电场的SCADA系统连接，其特征在于，所述评估系统包括依次连接的风电场电能质量监测终端、数据采集模块、功率调节能力和电能质量数据分析模块以及评估报告生成模块；所述风电场电能质量监测终端包括依次连接的通信模块、数据预处理模块和数据采集卡，所述数据预处理模块用于提取5个及以上10min连续时间段的0.2s三相有功功率之和的数据，减小网络数据传输量；数据预处理的原则包括：判断整个测试时间段内是否涵盖了风电场0％‑100％所有的功率区间，并且每10％的功率区间是否有5个以上的连续10min序列，如果满足该条件，则随机提取5个及以上10min连续时间段的0.2s三相有功功率之和的数据，传输至数据采集模块；所述数据采集模块用于从风电场电能质量监测终端和风电场SCADA系统中采集数据；从电能质量监测终端采集的数据包括：(1)经过数据预处理后的5个及以上10min连续时间段的0.2s三相有功功率之和的数据；(2)以1min为时间间隔的三相有功功率之和、三相有功功率、三相无功功率和三相并网点线电压；(3)以10min时间间隔的三相有功功率之和及其对应时间，长时间闪变值、2次‑25次各次谐波电流和0‑800Hz间谐波电压；(4)风电场中单个风机的机端电压频率；(5)风电场停运时的长时间闪变值最大值、并网点电压总谐波畸变率、各次谐波电压和间谐波电压；从风电场SCADA系统中采集的数据包括：1)风电场的风速、风向和风电机组运行情况；2)风电场有功功率控制方式；3)风电机组允许最低机端电压频率；所述功率调节能力和电能质量数据分析模块包括下述五个子模块，分别为：有功功率子模块、无功功率调节能力子模块、频率适应性子模块、闪变子模块和谐波和间谐波子模块；所述有功功率子模块：用于评估风电场在正常运行、并网和正常停机三种情况下的有功功率变化，包括1min有功功率变化P1min和10min有功功率变化P10min；用于测试在风电场输出功率大于75％额定功率时风电场跟踪设定值运行能力；所述无功功率调节能力子模块：用于评估风电场在并网点电压给定的情况下，在不同有 功功率输出情况下的无功功率调节能力；所述频率适应性子模块：用于评估风电场内风电机组在不同频率下持续运行的能力；所述闪变子模块：用于评估风电场的闪变发射水平；所述谐波和间谐波子模块：用于评估风电场的谐波发射水平；所述评估报告生成模块用于将功率调节能力及电能质量数据分析模块的评估结果，生成评估报告，用于工作人员分析和日常管理，评估报告包括：<1>风电场描述：风电场所处位置，装机容量，风电机组构成以及电网连接状况，其中电网连接状况包括电压等级、频率、电压和频率允许的偏差范围；<2>按照0‑10％，10％‑20％、……90％‑100％额定功率区间，分别给出风电场在正常运行、并网和正常停机三种情况下所有功率段的最大的1min有功功率变化P1min和10min有功功率变化P10min；<3>风电场有功功率跟踪设定值变化曲线；<4>风电场在机端电压频率分别为48.0Hz、48.5Hz、49Hz、49.5Hz和50.2Hz时的运行时间以及机端电压频率为风电机组允许最低频率时的运行时间；<5>三相的无功功率相对于并网点线电压的曲线；<6>三相的有功功率相对于并网点线电压的曲线；<7>风电场单独引起的长时间闪变值；<8>风电场引起的谐波电流、电流总谐波畸变率和间谐波电压最大值。