海上风电场并网性能测试方法、系统、计算机设备和介质技术方案

本发明专利技术提供了海上风电场并网性能测试方法、系统、计算机设备和介质，所述方法包括预先确定海上风电场的并网性能测试项目和对应的故障模拟规则，以及搭建包括通过相应接口设备与实时数字仿真器RTDS连接的多类型风电变流器控制系统和多台动态无功补偿装置的并网仿真测试模型，并在校核模拟量通道和数字量通道的传输精度后，配置并网仿真测试模型的系统参数，在海上风电场的待测试并网点按照对应的故障模拟规则模拟故障，通过模拟量通道和数字量通道执行并网性能测试。本发明专利技术有效解决了海上风电场并网性能的现场实测无法在高压侧开展的问题，而且提高了海上风电场测试的全面性、规范性和准确性，进而有效保障海上风电场并网运行后电网的安全稳定。运行后电网的安全稳定。运行后电网的安全稳定。

【技术实现步骤摘要】
海上风电场并网性能测试方法、系统、计算机设备和介质


[0001]本专利技术涉及新能源发电系统仿真检测
，特别是涉及一种海上风电场并网性能测试方法、系统、计算机设备和存储介质。

技术介绍

[0002]海上风电场是利用多台风力发电机组，将风能转换为电力输出，经场内交流组网后汇聚电能，再经高压交流传输并网。随着风电产业的快速发展，海上风电因其风力资源丰富且清洁环保的优势而在电力系统中的接入规模不断扩大，但随着高比例海上风电场的接入，其风电波动性强、逆调峰特性、大规模接入电网后的输送问题，以及集中并网带来的电能质量及其它网源协调问题逐渐显现。这些问题将引起电网的电压波动、频率波动和输电线路传输功率的波动等，较大的功率冲击还可能引起电网的功率振荡，严重时破坏电网的安全稳定运行。因此，随着海上风电技术的发展，亟需开展海上风电场并网性能的有效测试技术的研究，以保障海上风电场并网运行后电网的安全稳定运行。
[0003]现有的海上风电场并网性能测试方法主要采用现场实测风电场并网性能，但该实测方法只能通过测试车在变压器低压侧(35kV侧)开展测试，高压侧(220kV和500kV侧)因电压高导致测试车难以开展测试工作，并不能实现对海上风电场并网性能的全面有效检测，很难保证海上风电场并网运行后电网的安全稳定运行。
[0004]因此，亟需提供一种在变压器的高/低压侧均能对海上风电场并网性能进行准确评估和测试，提高海上风电场测试的全面性、规范性和准确性，进而有效保障海上风电场并网运行后电网的安全稳定的方法。
专利技术内容
[0005]本专利技术的目的是提供一种基于RTDS实时数字仿真器搭建海上风电场控制系统半实物仿真测试平台，结合通道测试方法，对海上风电场的低电压穿越能力、高电压穿越能力、电压适应性和频率适应性进行全面准确的评估和测试，提高海上风电场测试的全面性、规范性和准确性，有效保障海上风电场并网运行后电网的安全稳定。
[0006]为了实现上述目的，有必要针对上述技术问题，提供了一种海上风电场并网性能测试方法、系统、计算机设备和存储介质。
[0007]第一方面，本专利技术实施例提供了一种海上风电场并网性能测试方法，所述方法包括以下步骤：
[0008]预先确定海上风电场的并网性能测试项目及对应的故障模拟规则；所述并网性能测试项目包括低电压穿越测试项目、高电压穿越测项目、电压适应性测试项目和频率适应测试项目；所述故障模拟规则包括低电压穿越故障模拟规则、高电压穿越故障模拟规则、空载电压波动故障模拟规则、负载电压波动故障模拟规则和至少一个电压频率阶跃故障模拟规则；
[0009]根据所述并网性能测试项目，搭建所述海上风电场的并网仿真测试模型；所述并
网仿真测试模型包括通过相应接口设备与实时数字仿真器连接的至少一种类型的风电变流器控制系统和至少一个动态无功补偿装置；
[0010]校核所述并网仿真测试模型的模拟量通道和数字量通道的传输精度；
[0011]根据所述并网性能测试项目，配置所述并网仿真测试模型的系统参数，并在所述海上风电场的待测试并网点按照对应的所述故障模拟规则模拟故障，通过所述模拟量通道和数字量通道，执行并网性能测试。
[0012]进一步地，所述实时数字仿真器用于模拟所述海上风电场的并网一次系统和待并入交流电网；所述并网一次系统包括海上风电机组、风电场汇集线路和箱变变压器；所述海上风电机组按照同类型多台等效为一台的原则进行等值建模；所述风电变流器控制系统和所述动态无功补偿装置分别包括与所述海上风电场现场型号对应一致的二次设备。
[0013]进一步地，所述根据所述并网性能测试项目，配置所述并网仿真测试模型的系统参数，并在所述海上风电场的待测试并网点按照对应的所述故障模拟规则模拟故障，通过所述模拟量通道和数字量通道，执行并网性能测试的步骤包括：
[0014]在所述待测试并网点按照所述低电压穿越故障模拟规则模拟故障，分别执行所述低电压穿越测试项目的空载测试和负载测试；所述低电压穿越故障模拟规则为采用所述实时数字仿真器RTDS，依次按照第一跌落幅值、第二跌落幅值和第三跌落幅值模拟产生对应时长分别为第一跌落时长、第二跌落时长和第三跌落时长的三相对称电压跌落和两相电压跌落；
[0015]在所述待测试并网点按照所述高电压穿越故障模拟规则模拟故障，分别执行所述高电压穿越测试项目的空载测试和负载测试；所述高电压穿越故障模拟规则为采用所述实时数字仿真器RTDS，依次按照第一升高幅值、第二升高幅值和第三升高幅值模拟产生对应时长分别为第一升高时长、第二升高时长和第三升高时长的三相对称电压升高和两相电压升高；
[0016]在所述待测试并网点分别按照所述空载电压波动故障模拟规则、负载电压波动故障模拟规则模拟故障，分别执行所述电压适应性测试项目的空载测试和负载测试；所述空载电压波动故障模拟规则为采用所述实时数字仿真器RTDS，将所述海上风电场的输出电压按照电压变动步长和第一单步持续时长从第一电压升至第二电压；所述负载电压波动故障模拟规则包括第一负载电压波动故障模拟规则和第二负载电压波动故障模拟规则；
[0017]在所述待测试并网点按照所述电压频率阶跃故障模拟规则模拟故障，执行所述频率适应测试项目的负载测试；所述电压频率阶跃故障模拟规则为采用所述实时数字仿真器RTDS，将所述待并入交流电网的电压频率从额定频率阶跃至预设频率阶跃范围内的任一频率，并在保持对应的预设频率阶跃时长后，恢复到额定频率。
[0018]进一步地，所述在所述待测试并网点按照所述低电压穿越故障模拟规则模拟故障，分别执行所述低电压穿越测试项目的空载测试和负载测试的步骤包括：
[0019]确定所述动态无功补偿装置处于热备用状态时，在所述待测试并网点按照所述低电压穿越故障模拟规则模拟故障，并执行所述低电压穿越测试项目的空载测试，以及记录并网点低电压穿越空载性能测试结果；
[0020]判断所述并网点低电压穿越空载性能测试结果是否达标，若未达标，则判定所述低电压穿越测试项目未通过，并停止执行所述低电压穿越测试项目，反之，则将所述海上风
电场投入运行，并配置所述海上风电场的有功控制策略和无功控制策略，以及将所述海上风电场的额定输出有功功率设为第一功率；
[0021]在所述待测试并网点按照所述低电压穿越故障模拟规则模拟故障，并执行所述低电压穿越测试项目的第一功率负载测试，以及记录第一负载低电压穿越测试结果；
[0022]判断所述第一负载低电压穿越测试结果是否达标，若未达标，则判定所述低电压穿越测试项目未通过，并停止执行所述低电压穿越测试项目，反之，则将所述海上风电场的额定输出有功功率设为第二功率，在所述待测试并网点按照所述低电压穿越故障模拟规则模拟故障，并执行所述低电压穿越测试项目的第二功率负载测试，以及记录第二负载低电压穿越测试结果；
[0023]判断所述第二负载低电压穿越测试结果是否达标，若未达标，则判定所述低电压穿越测试项目未通过，反之，则判定所述低电压穿越测试项本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种海上风电场并网性能测试方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：预先确定海上风电场的并网性能测试项目及对应的故障模拟规则；所述并网性能测试项目包括低电压穿越测试项目、高电压穿越测项目、电压适应性测试项目和频率适应测试项目；所述故障模拟规则包括低电压穿越故障模拟规则、高电压穿越故障模拟规则、空载电压波动故障模拟规则、负载电压波动故障模拟规则和至少一个电压频率阶跃故障模拟规则；根据所述并网性能测试项目，搭建所述海上风电场的并网仿真测试模型；所述并网仿真测试模型包括通过相应接口设备与实时数字仿真器连接的至少一种类型的风电变流器控制系统和至少一个动态无功补偿装置；校核所述并网仿真测试模型的模拟量通道和数字量通道的传输精度；根据所述并网性能测试项目，配置所述并网仿真测试模型的系统参数，并在所述海上风电场的待测试并网点按照对应的所述故障模拟规则模拟故障，通过所述模拟量通道和数字量通道，执行并网性能测试。2.如权利要求1所述的海上风电场并网性能测试方法，其特征在于，所述实时数字仿真器用于模拟所述海上风电场的并网一次系统和待并入交流电网；所述并网一次系统包括海上风电机组、风电场汇集线路和箱变变压器；所述海上风电机组按照同类型多台等效为一台的原则进行等值建模；所述风电变流器控制系统和所述动态无功补偿装置分别包括与所述海上风电场现场型号对应一致的二次设备。3.如权利要求1所述海上风电场并网性能测试方法，其特征在于，所述根据所述并网性能测试项目，配置所述并网仿真测试模型的系统参数，并在所述海上风电场的待测试并网点按照对应的所述故障模拟规则模拟故障，通过所述模拟量通道和数字量通道，执行并网性能测试的步骤包括：在所述待测试并网点按照所述低电压穿越故障模拟规则模拟故障，分别执行所述低电压穿越测试项目的空载测试和负载测试；所述低电压穿越故障模拟规则为采用所述实时数字仿真器RTDS，依次按照第一跌落幅值、第二跌落幅值和第三跌落幅值模拟产生对应时长分别为第一跌落时长、第二跌落时长和第三跌落时长的三相对称电压跌落和两相电压跌落；在所述待测试并网点按照所述高电压穿越故障模拟规则模拟故障，分别执行所述高电压穿越测试项目的空载测试和负载测试；所述高电压穿越故障模拟规则为采用所述实时数字仿真器RTDS，依次按照第一升高幅值、第二升高幅值和第三升高幅值模拟产生对应时长分别为第一升高时长、第二升高时长和第三升高时长的三相对称电压升高和两相电压升高；在所述待测试并网点分别按照所述空载电压波动故障模拟规则、负载电压波动故障模拟规则模拟故障，分别执行所述电压适应性测试项目的空载测试和负载测试；所述空载电压波动故障模拟规则为采用所述实时数字仿真器RTDS，将所述海上风电场的输出电压按照电压变动步长和第一单步持续时长从第一电压升至第二电压；所述负载电压波动故障模拟规则包括第一负载电压波动故障模拟规则和第二负载电压波动故障模拟规则；在所述待测试并网点按照所述电压频率阶跃故障模拟规则模拟故障，执行所述频率适应测试项目的负载测试；所述电压频率阶跃故障模拟规则为采用所述实时数字仿真器
RTDS，将所述待并入交流电网的电压频率从额定频率阶跃至预设频率阶跃范围内的任一频率，并在保持对应的预设频率阶跃时长后，恢复到额定频率。4.如权利要求3所述的海上风电场并网性能测试方法，其特征在于，所述在所述待测试并网点按照所述低电压穿越故障模拟规则模拟故障，分别执行所述低电压穿越测试项目的空载测试和负载测试的步骤包括：确定所述动态无功补偿装置处于热备用状态时，在所述待测试并网点按照所述低电压穿越故障模拟规则模拟故障，并执行所述低电压穿越测试项目的空载测试，以及记录并网点低电压穿越空载性能测试结果；判断所述并网点低电压穿越空载性能测试结果是否达标，若未达标，则判定所述低电压穿越测试项目未通过，并停止执行所述低电压穿越测试项目，反之，则将所述海上风电场投入运行，并配置所述海上风电场的有功控制策略和无功控制策略，以及将所述海上风电场的额定输出有功功率设为第一功率；在所述待测试并网点按照所述低电压穿越故障模拟规则模拟故障，并执行所述低电压穿越测试项目的第一功率负载测试，以及记录第一负载低电压穿越测试结果；判断所述第一负载低电压穿越测试结果是否达标，若未达标，则判定所述低电压穿越测试项目未通过，并停止执行所述低电压穿越测试项目，反之，则将所述海上风电场的额定输出有功功率设为第二功率，在所述待测试并网点按照所述低电压穿越故障模拟规则模拟故障，并执行所述低电压穿越测试项目的第二功率负载测试，以及记录第二负载低电压穿越测试结果；判断所述第二负载低电压穿越测试结果是否达标，若未达标，则判定所述低电压穿越测试项目未通过，反之，则判定所述低电压穿越测试项目通过。5.如权利要求3所述的海上风电场并网性能测试方法，其特征在于，所述在所述待测试并网点按照所述高电压穿越故障模拟规则模拟故障，分别执行所述高电压穿越测试项目的空载测试和负载测试的步骤包括：确定所述动态无功补偿装置处于热备用状态时，在所述待测试并网点按照所述高电压穿越故障模拟规则模拟故障，并执行所述高电压穿越测试项目的空载测试，以及记录并网点高电压穿越空载性能测试结果；判断所述并网点高电压穿越空载性能测试结果是否达标，若未达标，则判定所述高电压穿越测试项目未通过，并停止执行所述高电压穿越测试项目，反之，则将所述海上风电场投入运...

【专利技术属性】
技术研发人员：林勇，宫大千，余浩，张章亮，彭穗，陈鸿琳，郭琦，胡云，朱益华，罗超，曾冠铭，李成翔，伍文聪，郭海平，邓丽君，
申请(专利权)人：南方电网科学研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：