一种无功补偿装置响应时间的测试方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种测试方法，具体涉及一种无功补偿装置响应时间的测试方法。
【背景技术】
[0002]面对日益严峻的环境与能源问题，作为清洁的可再生能源，风能的开发与利用在全球范围内受到了极大的重视。近年来，我国风电产业发展迅速，风电的装机比例越来越高，大规模风电集中并网也已成为我国风电发展的主流。由于并网型风电机组在其运行时依赖接入点电网电压来保持机组自身电压、频率及相位稳定，电网电压稳定对风电机组的正常运行起到重要作用。当电网发生扰动时，风电机组接入点电压会出现一定的波动，容易造成机组因电压越限而停机。为保证风电场内电压稳定，防止停机事件的发生，要求在风电场配置一定容量的无功补偿装置，当电网电压降低时，无功补偿装置立即响应，向电网注入无功，以支撑电网电压恢复；当电网电压恢复正常后，要求无功补偿装置立即切出，防止无功过剩导致电网电压过高。由此可见，风电场内无功装置投入及切出的快速响应能力对保障电网电压稳定具有重要意义。国家电网公司企业标准《Q/GDW 11064-2013风电场无功补偿装置技术性能和测试规范》对风电场无功补偿装置性能提出了要求，并对无功补偿装置的动态响应时间和调节时间提出了具体的要求。风电场无功补偿装置投入阶段的响应时间由无功补偿装置的扰动检测时间tr、系统响应时间tup构成。对无功补偿装置切出的响应时间，标准没有做具体规定。已有对无功补偿装置的响应时间测试方法为通过联机通讯向装置下发控制指令，实现一定容量无功的投入与切出，在此过程中测试两个阶段的响应时间。采用该方法测试过程中，仅测量了装置在接收控制指令后直接动作的响应时间，忽略了装置实际运行中检测机端电压扰动及计算判断等过程时间，加之设备间的通讯和操作存在一定的额外时延，会导致装置测量的动态响应时间与实际运行时的响应时间存在较大误差。因此，需要一种适用于现场、能够反映真实测量结果的检测方法来准确获取无功补偿装置的响应时间，为电网调度部门和风电场运营管理者提供支持和参考。
【发明内容】
[0003]为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种无功补偿装置响应时间的测试方法，能够在一次测试过程中完成对无功补偿装置的无功投入及无功退出两个阶段响应时间的测试。
[0004]为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案:
[0005]本发明提供一种无功补偿装置响应时间的测试方法，所述响应时间包括无功投入相应时间和无功退出响应时间；所述测试方法包括以下步骤:
[0006]步骤1:测试无功补偿装置的无功投入响应时间；
[0007]步骤2:测试无功补偿装置的无功退出响应时间。
[0008]所述无功补偿装置通过电网电压发生装置连接风电场升压变压器的低压侧母线。
[0009]所述电网电压发生装置包括接入开关S1、接入开关S2、旁路开关K1、限流电抗器L1、短路开关K2和短路电抗器L2;
[0010]所述旁路开关Kl与限流电抗器LI并联，构成限流电抗支路K1//L1;所述短路开关Κ2与短路电抗器L2串联，构成短路电抗支路K2-L2 ；
[0011]所述限流电抗支路K1//L1一端通过接入开关SI连接风电场升压变压器的低压侧母线，另一端通过接入开关S2连接无功补偿装置；
[0012]所述短路电抗支路K2-L2—端连接在限流电抗支路K1//L1与接入开关S2之间，另一端接地。
[0013]所述步骤I中，通过降低电网电压测试无功补偿装置的无功投入响应时间。
[0014]所述步骤I包括以下步骤:
[0015]步骤1-1:利用电网电压发生装置在无功补偿装置机端产生电网电压跌落，触发无功补偿装置响应，从而向无功补偿装置注入无功电流，采集并记录无功补偿装置的机端电压和向无功补偿装置注入的无功电流；
[0016]步骤1-2:将电网电压跌落至90%额定电压的时刻点作为电网电压跌落的起始点，记为A点；将无功电流升高至90%目标值的时刻点作为无功电流注入的稳定点，记为B点;A点与B两点之间的时间间隔Tl即为无功补偿装置的无功投入响应时间。
[0017]所述步骤I中，通过恢复电网电压测试无功补偿装置的无功退出响应时间。
[0018]所述步骤2包括以下步骤:
[0019]步骤2-1:利用电网电压发生装置在无功补偿装置机端产生电网电压跌落，触发无功补偿装置响应，从而向无功补偿装置注入无功电流，采集并记录无功补偿装置的机端电压和向无功补偿装置注入的无功电流；
[0020]步骤2-2:将电网电压恢复至90%额定电压的时刻点作为电网电压恢复的起始点，记为C点;将无功电流降低至90%目标值的时刻点作为无功补偿装置无功退出的起始点，记为D点;C点与D两点之间的时间间隔Τ2即为无功补偿装置的无功退出响应时间。
[0021]与最接近的现有技术相比，本发明提供的技术方案具有以下有益效果:
[0022](I)本发明利用电网电压发生装置在无功补偿装置机端产生电网电压跌落与恢复，从而触发无功补偿装置的无功投入与退出，无功补偿装置在测试时的运行条件与正常运行时一致，从而保证了测试所得的响应时间完全涵盖了装置响应的整个过程，测试结果与实际运行时一致，测试结果的置信度高；
[0023](2)本发明具备良好的通用性，测试方法适用于所有类型的无功补偿装置，不受装置功能与性能影响，测试结果准确度高。
【附图说明】
[0024]图1是本发明实施例中无功补偿装置通过电网电压发生装置接入风电场示意图；
[0025]图2是本发明实施例中通过降低电网电压测试无功补偿装置的无功投入响应时间测试数据波形图；
[0026]图3是本发明实施例中通过恢复电网电压测试无功补偿装置的无功退出响应时间测试数据波形图；
[0027]图4是本发明实施例中无功补偿装置动态响应时间测试数据波形图。
【具体实施方式】
[0028]下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
[0029]本发明利用电网电压发生装置在无功补偿装置机端产生连贯的电网电压降低与恢复，从而触发无功补偿装置的无功投入与退出，本测试条件与无功补偿装置正常运行条件一致，测试结果准确、可靠。利用该测试方法开展现场测试，对接入电网的影响在相关国家标准规定范围内，满足电网安全运行要求。本测试方法所采用的电网电压发生装置采用移动式车载集装箱结构设计，其全部组成模块均集成安装于标准集装箱内，运输方便，可在任何风电场进行现场测试，测试灵活性高。
[0030]本发明提供一种无功补偿装置响应时间的测试方法，所述响应时间包括无功投入相应时间和无功退出响应时间；所述测试方法包括以下步骤:
[0031 ]步骤I:测试无功补偿装置的无功投入响应时间；
[0032]步骤2:测试无功补偿装置的无功退出响应时间。
[0033]所述无功补偿装置通过电网电压发生装置连接风电场升压变压器的低压侧母线。