风电机组调相运行能力测试方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0002] 本发明设及风力发电领域，具体地，设及一种风电机组调相运行能力测试方法及 系统。
【背景技术】
[0003] 国标《风电场接入电力系统技术规定》（GB/T19963-2011)明确规定风电场的无 功电源包括风电机组及风电场无功补偿装置，风电场要充分利用风电机组的无功容量及其 调节能力；当风电机组的无功容量不能满足系统电压调节需要时，应在风电场集中加装适 当容量的无功补偿装置，必要时加装动态无功补偿装置。基于此标准，各家风电场均配置了 动态无功补偿装置，实际运行中由于动态无功补偿装置故障率高，为风电场日常运维带来 了诸多不便，不但影响并网点调压效果，而且消耗大量风电场站用电量。因而，充分利用风 电机组的无功容量及其调节能力的重要性愈发凸显。
[0004] 早期并网的风电场主要采用恒速异步风力发电机，在向电网输出有功的同时吸收 电网无功，不具备电压控制能力，且会引起区域电压降落，随着风电技术的发展，变速恒频 双馈风电机组逐渐成为新建风电场的主流机型，运类风电机组能够实现变速恒频及输出有 功、无功的解禪控制，可按系统运行方式要求及采用的控制策略吸收或发出无功，一定程度 上可参与接入地区的电压控制。因此，对大规模集中式并网风电场开展技术改造，开发风电 机组无功调节潜力成为解决上述问题的新思路。
[0005] 目前，由于风电投资商缺少协同，电网运营商对风电场技术平台尚未进行统一协 调，风电场建成投运后，无功运行成为一大盲点，风电机组和风电场内的无功补偿装置不能 实现联合调节无功能力。相关测试单位在参与并网风电场开展技术改造时，对场站无功调 节能力尚无标准的测试方法。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于，针对上述问题，提出一种风电机组调相运行能力测试方法及 系统，W实现测试并验证场站内同时测试的多台风机无功分配情况及无功调节同时性，获 取风电机组调相运行对风电场电压的控制能力的优点。
[0007] 为实现上述目的，本发明采用的技术方案是： 一种风电机组调相运行能力测试方法，包括 调节风电机组并网电压至100%额定电压的步骤； 通过在风电场并网点处和风电机组变流器出口侧布置测量点，同时通过测试终端采 集风电场内所有风电机组电压和电流，根据下式得出风电场并网点无功电压的步骤，
式中：泌野为无功电压变动量，&控为无功功率的变化量，为风电场并网母线侧的短 路容量； 并通过AVC系统分别计算出具体无功补偿装置所需投切的无功容量的步骤， 根据所需投切的无功容量投切装设于风电场内的动态无功补偿装置造成风电场内电 压波动，并采集电压波动前后风电机组无功出力变化情况的步骤； 根据风电机组无功出力变化情况得出无功电压，即可验证风电场内同时测试的多台风 机无功分配情况及无功调节同时性，最终获得风电机组调相运行对风电场电压的控制能力 的步骤。
[0008] 优选的，所述电压波动包括5%电压上阶跃扰动与5%电压下阶跃扰动。
[0009] 优选的，所述5%电压上阶跃扰动是通过投入动态无功补偿装置相应容量的容性 无功功率来实现，所述5%下阶跃扰动是通过投入动态无功补偿装置相应容量的感性无功 功率实现。
[0010] 同时本发明技术方案还公开一种风电机组调相运行能力测试系统，包括电压\电 流采集终端和计算机，所述电压\电流采集终端采集的数据经设置在电压\电流采集终端 内的无线传输模块传输至计算机。
[0011] 优选的，所述无线传输模块为安装于电压\电流采集终端的4GSIM卡。
[0012] 优选的，所述电压\电流采集终端的采样率高于2曲Z。
[0013] 优选的，所述电压\电流采集终端与风机采用RS-485方式连接。
[0014] 本发明的技术方案具有W下有益效果： 1、本发明技术方案的测试方法，测试时通过调节站内动态无功补偿装置无功出力，产 生电压扰动，然后由AVC系统分别计算出无功补偿装置所需投切的无功容量和参与站内无 功调节的各台分机，之后一键下发给无功补偿装置和各台风机，测试并验证场站内同时测 试的多台风机无功分配情况及无功调节同时性，获取风电机组调相运行对风电场电压的控 制能力。
[0015] 2、本发明技术方案的测试方法，能够引起并网点电压扰动，从而使风电机组根据 并网点电压变化发无功，支撑并网点电压。
[0016] 3、本发明技术方案的测试系统，能够同时测试多台风电机组调相运行情况，比对 各机组调相运行动作时序，动作幅度，自动生成测试报告。
[0017] 4、本发明的测试方法及系统，具有测试效率高、测试准确度高的优点，对推广风电 机组调相运行，发挥风电场无功调节能力具有良好促进作用。
[0018] 下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
【附图说明】
[0019] 图1为本发明实施例所述的风电机组调相运行能力测试方法原理示意图； 图2为本发明实施例所述的风电机组调相运行能力测试系统的原理示意图； 图3为本发明实施例所述的基于Labview的数据记录与分析系统软件流程； 图4为本发明实施例所述的电压\电流采集终端原理框图。
【具体实施方式】
[0020] W下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实 施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
[0021] 一种风电机组调相运行能力测试方法，包括 调节风电机组并网电压至100%额定电压的步骤； 通过在风电场并网点处和风电机组变流器出口侧布置测量点，同时通过测试终端采 集风电场内所有风电机组电压和电流，根据下式得出风电场并网点无功电压的步骤，
式中进￡/为无功电压变动量，&径为无功功率的变化量，为风电场并网母线侧的短 路容量； 并通过AVC系统分别计算出具体无功补偿装置所需投切的无功容量的步骤， 根据所需投切的无功容量投切装设于风电场内的动态无功补偿装置造成风电场内电 压波动，并采集电压波动前后风电机组无功出力变化情况的步骤； 根据风电机组无功出力变化情况得出无功电压，即可验证风电场内同时测试的多台风 机无功分配情况及无功调节同时性，最终获得风电机组调相运行对风电场电压的控制能力 的步骤。
[0022] 标准规定风电场并网点电压运行允许范围为95%~110%额定电压，测试时，首先调 节并网电电压至100%额定电压。
[0023] 其中，电压波动包括5%电压上阶跃扰动与5%电压下阶跃扰动。
[0024] 5%电压上阶跃扰动是通过投入动态无功补偿装置相应容量的容性无功功率来实 现，所述5%下阶跃扰动是通过投入动态无功补偿装置相应容量的感性无功功率实现。
[0025] 调相运行能力包括进相运行与滞相运行能力；测试方法通过投切风电场安装的动 态无功补偿装置产生电压扰动，进而测试具备调相运行能力的风电机组对电压扰动的响 应时间、响应幅值。
[0026] 电压扰动包括电压上阶跃扰动与电压下阶跃扰动，上阶跃扰动通过切除容性补偿 状态的动态无功补偿装置实现，下阶跃扰动通过切除感性补偿状态的动态无功补偿装置实 现，电压扰动量通过调整动态无功补偿装置投切时的容量来调节。
[0027] 上阶跃扰动在切除容性补偿状态的动态无功补偿装置后，并网点电压下降，下阶 跃扰动在切除感性补偿状态的动态无功补偿装置后，并网点电压升高，风电机组根据并网 点电压目标值，提高或降低电压，直到并网点电压达到目标值。
[0028] 通过投切SVG使站内无功量产生变化，将采集到的风电机组无功出力变化情况经 测试软件计算并转换为无功电压，即可验证场站内同时测试的多台风机无功分配情况及无 功调节同时性，最终获得风电机组调相运行对风电场电压的控制能力。测试软件即基于 L油view的数据记录与分析系统。
[0029] 一种风电机组调相运行能力测试系统，包括电压\电流采集终端和计算机，电压 \电流采集终端采集的数据经设置在电压\电流采集终端内的无线传输模块传输至计算 机。
[0030] 其中，无线传输模块为安装于电压\电流采集终端的4G SIM卡。
[0031] 电压\电流采集终端的采样率高于2曲Z