专利名称：风电场接入电网升压站并网点电能质量在线监测系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及电网电能质量在线监测系统。
背景技术：
随着科学技术的进步，新能源作为一种环保、清洁的能源越来越受到人们的重视；风力发电以其环保、节能的特点，正在逐步扩大使用范围。但是由于风力发电机的运行方式与自然条件密切相关，风力发电机有其特殊性，即无法保证运行的连续性、风电场输出的随机性、不可控性和反调峰性，不利于电网的运行，会对电网的供电质量，如电压、谐波与闪变、频率及稳定性等都会产生影响。对于进入电网的风电场，为保证风电场和电网的安全运行，中国电监会和国家电网公司颁布了关于风电场接入电网的技术标准。对接入电网的风 电场接入点的电能质量做出了明确规定。鉴于风力发电的的特殊性，接入电网的风电场与接入电网的火力发电厂、水力发电厂，在运行中的行为有很大差别。目前我国尚没有专门用于在线监测接入电网的风电场的电能质量的监测系统，无法满足为保障电网稳定安全而针对风电场接入电网进行实时电能质量在线监测的系统。
发明内容
本发明为了解决目前我国尚没有专门用于在线监测接入电网的风电场的电能质量的系统，无法满足为保障电网稳定安全而针对风电场接入电网进行实时电能质量在线监测的系统和方法的问题；而提出的风电场接入电网升压站并网点电能质量在线监测系统。风电场接入电网升压站并网点电能质量在线监测系统，它包括电压信号隔离组件、电压信号转换组件、电流信号隔离组件、电流信号转换组件、多通道同步采集卡、核心控制器、存储器和显示器；电压信号隔离组件的电压信号输入端与外部电压互感器的电压信号输出端相连；电压信号隔离组件的电压信号输出端与电压信号转换组件的电压信号输入端相连；所述电压信号转换组件的电压信号输出端与多通道同步采集卡的电压信号输入端相连；电流信号隔离组件的电流信号输入端与外部电流互感器的电流信号输出端相连；电流信号隔离组件的电流信号输出端与电流信号转换组件的电流信号输入端相连；所述电流信号转换组件的电流信号输出端与多通道同步采集卡的电流信号输入端相连；所述多通道同步采集卡的采集信号输出端与核心控制器的采集信号输入端相连；所述核心控制器的存储数据输出输入端与存储器的存储数据输出输入端相连；所述显示器的显示信号输入端与核心控制器的显示信号输出端相连。本发明所述风电场接入电网升压站并网点电能质量在线监测系统具有在线监测接入电网的风电场的电能质量的功能。通过电压信号隔离组件I、电压信号转换组件2、电流信号隔离组件3和电流信号转换组件4对风电场接入电网主变压器高低压侧进行多通道同步监测采样；实现了定时电能质量监测和数据存储，同时实现了瞬时过电压和暂时过电压波形的自动启动记录，实现了全部国家标准中有关电能质量7项标准的所有监测量，将稳态测量和暂态测量合并为一体。并且通过数据通讯模块9实现了电网公司对风电场升压站接入点的监测数据自动与电力调度远程数据库连接，方便了电力调度对风电场稳定性的考核，增强了电网的安全。本发明可以广泛的使用在风电场的升压站中。
图I为具体实施方式
一所述的风电场接入电网升压站并网点电能质量在线监测系统的模块结构示意图；图2为具体实施方式
二所述的风电场接入电网升压站并网点电能质量在线监测系统的模块结构示意图；图3为具体实施方式
三所述的风电场接入电网升压站并网点电能质量在线监测系统的模块结构示意图；图4为具体实施方式
四所述的风电场接入电网升压站并网点电能质量在线监测系统的模块结构示意图。
具体实施例方式具体实施方式
一结合图I说明本实施方式，本实施方式 所述风电场接入电网升压站并网点电能质量在线监测系统，它包括电压信号隔离组件I、电压信号转换组件2、电流信号隔离组件3、电流信号转换组件4、多通道同步采集卡5、核心控制器6、存储器7和显示器8 ;电压信号隔离组件I的电压信号输入端与外部电压互感器的电压信号输出端相连；电压信号隔离组件I的电压信号输出端与电压信号转换组件2的电压信号输入端相连；所述电压信号转换组件2的电压信号输出端与多通道同步采集卡5的电压信号输入端相连；电流信号隔离组件3的电流信号输入端与外部电流互感器的电流信号输出端相连；电流信号隔离组件3的电流信号输出端与电流信号转换组件4的电流信号输入端相连；所述电流信号转换组件4的电流信号输出端与多通道同步采集卡5的电流信号输入端相连；所述多通道同步采集卡5的采集信号输出端与核心控制器6的采集信号输入端相连；所述核心控制器6的存储数据输出输入端与存储器7的存储数据输出输入端相连；所述显示器8的显不信号输入端与核心控制器6的显不信号输出端相连。
具体实施方式
二 结合图2说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式
一不同点在于它还增加了数据通讯模块9 ;所述数据通讯模块9的通讯数据输出输入端与核心控制器6的通讯数据输出输入端相连。其它组成和连接方式与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
三结合图3说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式
一或二不同点在于它还增加了 PQDIF文件转换器10 ;所述PQDIF文件转换器10的文件数据输入端与核心控制器6的文件数据输出端相连；所述PQDIF文件转换器10的文件数据输出端与数据通讯模块9的文件数据输入端相连。其它组成和连接方式与具体实施方式
一或二相同。增加PQDIF文件转换器10是将接收到的数据文件转换成电能质量国际标准PQDIF文件格式。
具体实施方式
四结合图4说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式
三不同点在于所述打印机11，打印机11的打印数据输入端与PQDIF文件转换器10的打印数据输出端相连。其它组成和连接方式与具体实施方式
三相同。增加打印机11的目的在于可以根据需要随时打印PQDIF文件。
具体实施方式
五本实施方式与具体实施方式
四不同点在于所述数据通讯模块9采用有线网络数据通讯模块或无线数据通讯模块。其它组成和连接方式与具体实施方式
五相同。
本发明的工作原理当风电场通过升压站并网运行时，由电压信号隔离组件I、电压信号转换组件2、电流信号隔离组件3和电流信号转换组件4通过升压站主变压器高低压侧分别通过互感器接入入电压和电流，并将隔离转换后的各个电气量输出到多通道同步采集卡5中。多通道同步采集卡5采用高速同步采集卡，多通道同步采集卡5将受到的采样信号发送给核心控制器6并完成各项电能质量参数的测量和计算功能，并将数据自动存储到存储器7中。显示器8将接收到的数据及波形进行显示。增加数据通讯模块9和PQDIF文件转换器10是为了配合电网公司实时监测风电场并网情况而开发的数据传输系统，自动将数据文件上传到调度中心数据库。电压信号隔离组件I、电流信号隔离组件3通过升压站主变压器高压侧通过互感器接入电压和电流,接入相电压Ua、Ub和Uc，相电流la、Ib和Ic，这样可以采集计算的电气量是主变压器高压侧的相电压、相电流、有功功率和无功功率。将这些接入的电气量都隔离 转换成低于IOV的电压信号，然后将所有信号输出到多通道同步采集卡5中。多通道同步采集卡5的通道可以任意设置成电流通道或电压通道，这样就可以方便的适应不同风电场的升压站情况，达到通用性。监测过程根据需要监测的风电场升压站变压器高压侧的电压等级设定不同的电压启动值、设定采集频率、数据记录长度、电压的偏差、谐波、电压波动和闪变、三相不平衡度、频率偏差等定时计算的周期，采集主程序同时启动。通过信号隔离转换部件I将电压互感器和电流互感器的电气信号接入本装置的测量通道进行实时在线监测，在采集到半满数据后，通过监测采集程序开始传输此半满数据，而多通道同步采集卡2则继续进行下一个半满的数据采集。程序计算当前半满的数据，得到的各个电压通道的滤波后的峰值，与之前各个通道设定的初始值进行比较，如果任意通道比较的差值都没有超过对应通道的启动值，则当前的峰值被设定为新的初始值，继续等待新的半满比较数据采集完成，来进行循环的比较；如果某一通道比较的差值超过了启动值，则开始记录所有的通道的数据，连续记录5秒的时间长度，同时将上一个半满的数据作为记录的开始，这样得到的波形则包括电压变化前和变化后的完整波形曲线。在记录完成一次5秒时间长度的数据后，将记录的数据进行滤波等数据处理，将最终数据存储到存储器4中，继续进行数据采集过程。核心控制器3通过内部设定阈值或风电场升压站并网点针对电压变化情况，以判断风电场接入电网的是否达到电能质量要求。其他稳态电压量的定时测量根据初始化设置，在规定的时间间隔，提取在当前的半满数据，进行电压的偏差、谐波、电压波动和闪变、三相不平衡度和频率偏差等计算，得到的各种电压、电流等电能质量数据值进行处理后，得到稳定的电能质量数值，将各个数值和相应的时间进行储存。定时存储的电能质量数值和时间，最终提供长时间的电能质量统计值，装置可以连续存储一年的电能质量质量数值。以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明所提交的权利要求书确定的专利保护范围。
权利要求
1.风电场接入电网升压站并网点电能质量在线监测系统，其特征在于它包括电压信号隔离组件(I)、电压信号转换组件(2)、电流信号隔离组件(3)、电流信号转换组件(4)、多通道同步采集卡(5)、核心控制器￠)、存储器(7)和显示器(8);电压信号隔离组件(I)的电压信号输入端与外部电压互感器的电压信号输出端相连；电压信号隔离组件(I)的电压信号输出端与电压信号转换组件(2)的电压信号输入端相连；所述电压信号转换组件(2)的电压信号输出端与多通道同步采集卡(5)的电压信号输入端相连；电流信号隔离组件(3)的电流信号输入端与外部电流互感器的电流信号输出端相连；电流信号隔离组件(3)的电流信号输出端与电流信号转换组件(4)的电流信号输入端相连；所述电流信号转换组件(4)的电流信号输出端与多通道同步采集卡(5)的电流信号输入端相连；所述多通道同步采集卡(5)的采集信号输出端与核心控制器￠)的采集信号输入端相连；所述核心控制器(6)的存储数据输出输入端与存储器(7)的存储数据输出输入端相连；所述显示器(8)的 显不信号输入端与核心控制器(6)的显不信号输出端相连。
2.根据权利要求I所述的风电场接入电网升压站并网点电能质量在线监测系统，其特征在于它还包括数据通讯模块(9);所述数据通讯模块(9)的通讯数据输出输入端与核心控制器出)的通讯数据输出输入端相连。
3.根据权利要求I或2所述的风电场接入电网升压站并网点电能质量在线监测系统，其特征在于它还包括PQDIF文件转换器(10);所述PQDIF文件转换器(10)的文件数据输入端与核心控制器(6)的文件数据输出端相连；所述PQDIF文件转换器(10)的文件数据输出端与数据通讯模块(9)的文件数据输入端相连。
4.根据权利要求3所述的风电场接入电网升压站并网点电能质量在线监测系统，其特征在于它还包括打印机(11)，打印机(11)的打印数据输入端与PQDIF文件转换器(10)的打印数据输出端相连。
5.根据权利要求4所述的风电场接入电网升压站并网点电能质量在线监测系统，其特征在于所述数据通讯模块(9)采用有线网络数据通讯模块或无线数据通讯模块。
全文摘要
风电场接入电网升压站并网点电能质量在线监测系统。它涉及电网电能质量在线监测系统。它为解决目前我国尚没有专门用于在线监测接入电网的风电场的电能质量的系统，无法满足保障电网稳定安全而进行实时电能质量在线监测的系统和方法的问题。电压、电流信号隔离组件的电压和电流信号输入端分别与外部电压、电流互感器的电压和电流信号输出端相连；电压、电流信号转换组件的信号输出端连多通道同步采集卡信号输入端；多通道同步采集卡的采集信号输出端与核心控制器的采集信号输入端相连；核心控制器的存储数据输出输入端与存储器的存储数据输出输入端相连；显示器的显示信号输入端与核心控制器的显示信号输出端相连。它适用于风电场的升压站。
文档编号G01R31/00GK102854424SQ20121034684
公开日2013年1月2日 申请日期2012年9月18日 优先权日2012年9月18日
发明者韩冰, 陈孟杨, 王孝余, 温祥龙 申请人:黑龙江省电力科学研究院, 国家电网公司