基于电能质量在线监测的风电并网运行监测方法及系统技术方案

本发明专利技术公开一种基于电能质量在线监测的风电并网运行监测方法及系统，其中，所述方法包括：获取电能质量监测系统的监测数据；计算三相电压不平衡度并判断三相电压不平衡度是否大于2％；或，计算有功功率减少量并判断有功功率减少量是否大于30％；或，计算谐波电流含有率和单次谐波电压含有率并分别判断谐波电流含有率和单次谐波电压含有率是否满足预设含有率；或，获取电网电压和电网电流并分别判断电网电压和电网电流是否满足预设条件；当任一条件满足时进行风机运行预警。本发明专利技术实施例通过获取电能质量监测系统的监测数据，对监测数据中的各种数据分类计算，分别判断各数据计算结果是否满足电网并网要求，以此对风机运行状态进行预警。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及风电并网运行
，尤其涉及一种基于电能质量在线监测的风电并网运行监测方法及系统。
技术介绍
近年来，我国风电快速发展，并网规模呈现逐年翻番式增长，给社会带来一定效益，但由于电力系统配套设施不完善、风电机组本身不满足并网标准等因素，使风电机组极易发生群体性脱网，由此造成的功率缺额给电网系统频率带来极大冲击。随着风电并网规模的扩大，这种冲击越来越明显，只有及时判断风机运行状态，并分析风机脱网原因，才能保证电网的安全稳定运行。相关技术中，为了监测风机是否发生脱网，一般采用故障录波器记录电网中的电流和电压，当电流或电压发生跳变时故障录波器开始记录电网中的电流、电压以及波形等数值，并同时记录跳变发生前一段时间的电流、电压以及波形等数值，然后故障录波器将记录的数值发送给远方主站，远方主站的工作人员根据接收到的电流、电压以及波形等数值进行分析和计算，得出故障性质、故障点距离等数据，根据故障性质、故障点距离等数据判断风机是否发生脱网。然而，在现有技术中，故障录波器只有当风机已经发生脱网之后才开始记录数据，即获取的数据都为风机已经发生脱网之后采集到的，影响了风机运行监测的实时性和预测性。
技术实现思路
为克服相关技术中存在的问题，本专利技术提供一种基于电能质量在线监测的风电并网运行监测系统及方法。根据本专利技术实施例的第一方面，提供一种基于电能质量在线监测的风电并网运行监测方法，包括：获取电能质量监测系统的监测数据；根据所述监测数据计算三相电压不平衡度并判断所述三相电压不平衡度是否大于2％，或者，根据所述监测数据计算有功功率减少量并判断所述有功功率减少量是否大于30％，或者，根据所述监测数据计算单次谐波电流总畸变率和单次谐波电压含有率并判断所述单次谐波电流总畸变率和单次谐波电压含有率是否分别满足预设畸变率和预设含有率，或者，从所述监测数据中获取电网电压和电网电流并分别判断所述电网电压和电网电流是否满足预设条件；当所述三相电压不平衡度大于2％时，或者，所述有功功率减少量大于30％时，或者，所述单次谐波电流总畸变率和单次谐波电压含有率分别满足预设畸变率和预设含有率时，或者，所述电网电压和电网电流满足预设条件时；进行风机运行预警。可选地，所述方法还包括：当所述电网电压或电网电流满足预设条件、进行风机运行预警时，对电压波形和电流波形录波，保存录波数据。可选地，所述方法还包括：从所述监测数据中获取有功功率数据和无功功率数据，将所述有功功率数据和无功功率数据输出图形化功率曲线，保存所述图形化功率曲线。可选地，所述方法还包括：从所述监测数据中获取阶次在40次以内的单次谐波电流和单次谐波电压；根据所述40次以内的单次谐波电流和单次谐波电压分别计算2次至40次单次谐波电流的99％概率值和2次至40次单次谐波电压的99％概率值；保存所述2次至40次单次谐波电流的99％概率值和2次至40次单次谐波电压的99％概率值。可选地，所述根据所述40次以内的单次谐波电流和单次谐波电压分别计算2次至40次单次谐波电流的99％概率值和2次至40次单次谐波电压的99％概率值的方法包括：将所述40次以内的单次谐波电流按从小到达的顺序进行排列，得到谐波电流序列；将所述谐波电流序列中1％的最大值去除；选取所述谐波电流序列中剩余数值的最大值，作为2次至40次单次谐波电流的99％概率值；将所述40次以内的单次谐波电压按从小到达的顺序进行排序，得到谐波电压序列；将所述单次谐波电流电压中1％的最大值去除；选取所述单次谐波电压序列中剩余数值的最大值，即为2次至40次单次谐波电流的99％概率值。可选地，所述判断所述单次谐波电流总畸变率和单次谐波电压含有率是否分别满足预设畸变率和预设含有率，包括：判断所述单次谐波电流总畸变率是否大于10％；以及，判断所述单次谐波电压含有率是否大于3％。可选地，所述判断所述电网电压和电网电流是否满足预设条件，包括：判断所述电网电压是否跌落至额定电压的90％，或抬升至额定电压的105％；以及，判断所述电网电流是否超出额定电流2倍以上。根据本专利技术实施例的第二方面，一种基于电能质量在线监测的风电并网运行监测系统，包括：数据接口模块，用于获取电能质量监测系统的监测数据，并将所述监测数据发送给数据存储模块；数据存储模块，用于保存所述监测数据；发电量监测模块，用于根据所述监测数据中的有功功率和无功功率数据输出并保存图形化功率曲线，计算有功功率减少量，判断有功功率减少量是否大于30％；谐波分析模块，用于计算并保存2次至40次单次谐波电流的99％概率值、2次至40次单次谐波电压的99％概率值，计算单次谐波电流总畸变率以及单次谐波电压含有率，判断所述单次谐波电流总畸变率和单次谐波电压含有率是否分别满足预设畸变率和预设含有率；录波数据分析模块，用于判断所述监测数据中的电流数据和电压数据是否满足预设条件，当所述电流数据和电压数据满足预设条件时记录电网中的电流波形和电压波形，并将所述电流波形和电压波形保存在数据存储模块中；三相电压不平衡分析模块，用于根据所述监测数据中的三相电压数据计算三相电压不平衡度，判断所述三相电压不平衡度是否大于2％；预警输出模块，用于判断风机是否已经发生脱网或有可能发生脱网，发出风机运行预警。可选地，所述数据存储模块包括：电压电流数据子模块，用于保存所述监测数据中的电流数据和电压数据；有功无功数据子模块，用于保存所述监测数据中的有功功率数据和无功功率数据；谐波数据子模块，用于保存所述监测数据中的单次谐波电流数据和单次谐波电流数据；三相不平衡数据子模块，用于保存所述监测数据中的三相电压数据以及三相电压不平衡度数据；录波数据子模块，用于记录电网中的电流波形和电压波形。本专利技术的实施例提供的基于电能质量在线监测的风电并网运行监测方法，通过获取实时电能质量监测预警系统的监测数据，并对监测数据中的各种数据分类计算，分别判断各数据计算结果是否满足电网并网要求，以此对可能发生的风机脱网进行实时预测。另外，由于判断风机运行状态的条件不唯一，能够有效保证风机运行预警的准确性。本专利技术的实施例提供的基于电能质量在线监测的风电并网运行监测系统，通过数据接口模块获取电能质量监测数据，并保存在数据存储模块中，供发电量监测模块、谐波分析模块、录波数据分析模块以及三相电压不平衡分析模块根据需要计算的数据类型从数据存储模块中获取各自所述数据进行计算并判断数据计算结果是否满足风机并网条件，从而达到风机运行预警的目的，同时分类计算也提高了风机预警的准确性。应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本专利技术。附图说明此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本专利技术的实施例，并与说明书一起用于解释本专利技术的原理。为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种基于电能质量在线监测的风电并网运行监测方法的流程示意图；图2为本专利技术实施例提供的另一种基于电能质量在线监测的风电并网运行监测方法的流程示意图；图3为本专利技术实施例提供的一种数据录本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于电能质量在线监测的风电并网运行监测方法，其特征在于，包括：获取电能质量监测系统的监测数据；根据所述监测数据计算三相电压不平衡度并判断所述三相电压不平衡度是否大于2％，或者，根据所述监测数据计算有功功率减少量并判断所述有功功率减少量是否大于30％，或者，根据所述监测数据计算单次谐波电流总畸变率和单次谐波电压含有率并判断所述单次谐波电流总畸变率和单次谐波电压含有率是否分别满足预设畸变率和预设含有率，或者，从所述监测数据中获取电网电压和电网电流并分别判断所述电网电压和电网电流是否满足预设条件；当所述三相电压不平衡度大于2％时，或者，所述有功功率减少量大于30％时，或者，所述单次谐波电流总畸变率和单次谐波电压含有率分别满足预设畸变率和预设含有率时，或者，所述电网电压和电网电流满足预设条件时，进行风机运行预警。

【技术特征摘要】
1.一种基于电能质量在线监测的风电并网运行监测方法，其特征在于，包括：获取电能质量监测系统的监测数据；根据所述监测数据计算三相电压不平衡度并判断所述三相电压不平衡度是否大于2％，或者，根据所述监测数据计算有功功率减少量并判断所述有功功率减少量是否大于30％，或者，根据所述监测数据计算单次谐波电流总畸变率和单次谐波电压含有率并判断所述单次谐波电流总畸变率和单次谐波电压含有率是否分别满足预设畸变率和预设含有率，或者，从所述监测数据中获取电网电压和电网电流并分别判断所述电网电压和电网电流是否满足预设条件；当所述三相电压不平衡度大于2％时，或者，所述有功功率减少量大于30％时，或者，所述单次谐波电流总畸变率和单次谐波电压含有率分别满足预设畸变率和预设含有率时，或者，所述电网电压和电网电流满足预设条件时，进行风机运行预警。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：当所述电网电压或电网电流满足预设条件、进行风机运行预警时，对电压波形和电流波形录波，保存录波数据。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：从所述监测数据中获取有功功率数据和无功功率数据，将所述有功功率数据和无功功率数据输出图形化功率曲线，保存所述图形化功率曲线。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：从所述监测数据中获取阶次在40次以内的单次谐波电流和单次谐波电压；根据所述40次以内的单次谐波电流和单次谐波电压分别计算2次至40次单次谐波电流的99％概率值和2次至40次单次谐波电压的99％概率值；保存所述2次至40次单次谐波电流的99％概率值和2次至40次单次谐波电压的99％概率值。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述40次以内的单次谐波电流和单次谐波电压分别计算2次至40次单次谐波电流的99％概率值和2次至40次单次谐波电压的99％概率值的方法包括：将所述40次以内的单次谐波电流按从小到达的顺序进行排列，得到谐波电流序列；将所述谐波电流序列中1％的最大值去除；选取所述谐波电流序列中剩余数值的最大值，作为2次至40次单次谐波电流的99％概率值；将所述40次以内的单次谐波电压按从小到达的顺序进行排序，得到谐波电压序列；将所述单次谐波电流电压中1％的最大值去除；选取所述单次谐波电压序列中剩余数值的最大值，即为...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭成，周鑫，覃日升，和鹏，张冀，
申请(专利权)人：云南电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：云南;53