应用于高低电压穿越试验的故障模拟信号发生装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种应用于高低电压穿越试验的故障模拟信号发生装置及方法，涉及新能源并网试验及特性测试领域。包括信号处理模块、信号采集模块和信号生成模块；信号处理模块将输入的网侧电压信号进行处理后，输入信号采集模块进行信号采集，采集的信号经控制器计算处理后输入信号生成模块，最终输出与输入电压相同的输出电压；信号处理模块包括互感器、信号调理电路和ADC，将网侧电压信号经过互感器转成小信号后经过信号调理电路，输出满足ADC采集有限范围的信号至ADC。本发明专利技术综合了独立信号源与阻抗分压信号源两个类型的设计，实现了具有采集网侧输入信号，并且输出信号可以与源信号同步的功能，可以进行高低穿电压比例的任意变化，解决了信号同步问题，体现了测试对象对高低穿故障过程的真实反映。对高低穿故障过程的真实反映。对高低穿故障过程的真实反映。

【技术实现步骤摘要】
应用于高低电压穿越试验的故障模拟信号发生装置及方法


[0001]本专利技术涉及新能源并网试验及特性测试领域，尤其涉及一种应用于高低电压穿越试验的故障模拟信号发生装置及方法。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
[0003]目前在除水电以外的各种可再生能源开发中，风力发电是最具潜力，技术最成熟、最具开发规模和商业化发展前景的发电方式之一。随着新能源在我国电网中所占比例越来越高，其对电力系统稳定运行的影响己不容忽视。风电场大多分布在高海拔山区，具有较强的波动性、间歇性和突变性的特点。而电压跌落或电压跃升，是风力发电机在正常运行中极易出现的问题。这就要求并网运行的大规模风力发电应具备良好的电网适应能力，尤其应具备故障电压穿越能力。但目前风电场低电压穿越(LVRT)和高电压穿越(HVRT)的测试对象为单台风电机组或单台静止无功发生器(SVG)。
[0004]但对于站级LVRT和HVRT性能测试，理论上在一次侧或二次侧均可进行。在一次侧进行能够真实模拟电网故障中电压跌落和跃升特性，其产生的电压相角及电能质量的变化与真实的电网故障特性一致，但其由于需要的无功容量很大，导致测试设备体积巨大，运输困难，测试成本高，接线复杂且危险系数高；而二次侧的测试设备体积小、重量轻，运输便捷，接线方便且适合分布式安装，测试风险与成本均在可控范围内，同时站级LVRT和HVRT性能测试基于单个被测对象测试合格的前提下进行。
[0005]然而专利技术人发现，现有技术在高低电压穿越性能测试时，由于网侧信号不断变化，加大了实时检测的困难，导致输出信号与源信号不同步的现象。另外，测试时受到各种因素影响使得输入输出信号的误差较大，使得测试结果不够准确，无法实现高标准的高低电压穿越性能测试。因此，如何在高低电压穿越性能测试中输出与源信号同步的信号，成为亟待解决的问题之一。

技术实现思路

[0006]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的是提供一种应用于高低电压穿越试验的故障模拟信号发生装置及方法，综合了独立信号源与阻抗分压信号源两个类型的设计，实现了具有采集网侧输入信号，并且输出信号可以与源信号同步的功能，可以进行高低穿电压比例的任意变化，解决了信号同步问题，体现了测试对象对高低穿故障过程的真实反映。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术是通过如下的技术方案来实现：
[0008]本专利技术第一方面提供了一种应用于高低电压穿越试验的故障模拟信号发生装置，包括：信号处理模块、信号采集模块和信号生成模块；信号处理模块将输入的网侧电压信号进行处理后，输入信号采集模块进行信号采集，采集的信号经控制器计算处理后输入信号生成模块，最终输出与输入电压相同的输出电压；信号处理模块包括互感器、信号调理电路
和ADC，将网侧电压信号经过互感器转成小信号后经过信号调理电路，输出满足ADC采集有限范围的信号至ADC。
[0009]进一步的，将采集到的母线电压经过箱式变压器后把高电压按照规定比例转化为较低的电压，从而得到转化后的网侧电压信号输入至故障模拟信号发生装置。
[0010]更进一步的，信号采集模块包括控制器，控制器用于对ADC中的信号进行转化，并将转化的信号输出至DAC。
[0011]更进一步的，信号生成模块包括转换电路、滤波电路和放大电路，能够实现信号的转换、滤波和放大处理。
[0012]进一步的，故障模拟信号发生装置具有高低穿试验模式和故障信号模拟模式两种输出模式。
[0013]更进一步的，高低穿试验模式具体为：正常状态下输出信号与输入信号一致，若高低穿信号被触发，通过已设定的时间和比例，使输出信号与原信号发生比例式变化，同时输出信号连接至风机变流器的控制器。
[0014]更进一步的，故障信号模拟模式具体为：导入故障电压信号序列，信号采集模块接收到故障电压信号序列进行转化，转化后的信号输入信号生成模块，信号生成模块输出故障电压。
[0015]更进一步的，故障电压信号序列通过U盘或者上位机通信传输进行导入。
[0016]进一步的，还包括显示模块，显示模块连接信号采集模块，用于模式选择或对上位机下发的指令进行确定。
[0017]本专利技术第二方面提供了一种应用于高低电压穿越试验的故障模拟信号发生方法，包括高低穿信号测试用故障模拟信号发生方法；
[0018]高低穿信号测试用故障模拟信号发生方法步骤为：
[0019]对故障模拟信号发生装置进行初始化并配置采样率，监测输入输出数据信号是否正常；
[0020]配置高低穿时间与比例，触发高低穿指令，记录整个高低穿数据波形；
[0021]同时采集网侧电压信号和模拟输出信号进行读取，将读取到的信号进行转化，输出跟随网侧电压信号变化的电压信号；
[0022]当电压信号的输出跟随网侧信号的动态变化后，控制器跟随网侧信号动态变化输出模拟输出信号。
[0023]以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：
[0024]本专利技术的应用于高低电压穿越试验的故障模拟信号发生装置综合了独立信号源与阻抗分压信号源两个类型的设计，实现了具有采集网侧输入信号，并且输出信号可以与源信号同步的功能，可以进行高低穿电压比例的任意变化，解决了信号同步问题，体现了测试对象对高低穿故障过程的真实反映。
[0025]本专利技术的应用于高低电压穿越试验的故障模拟信号发生装置采用高性能ARM控制器根据输入输出信号的误差，并计算每个周波的均方根，以此来校准修正输出，保证输出信号对网侧信号的动态变化跟随。
[0026]本专利技术附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0027]构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。
[0028]图1为本专利技术实施例一中故障模拟信号发生装置整体架构图；
[0029]图2为本专利技术实施例一中故障模拟信号发生装置在高低电压穿越性能测试系统中的应用示意图；
[0030]图3为本专利技术实施例二中故障模拟信号发生方法的流程图。
具体实施方式
[0031]应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0032]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；
[0033]实施例一：
[0034]本专利技术实施例一提供了一种应用于高低电压穿越试验的故障模拟信号发生装置，如图1所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.应用于高低电压穿越试验的故障模拟信号发生装置，其特征在于，包括：信号处理模块、信号采集模块和信号生成模块；信号处理模块将输入的网侧电压信号进行处理后，输入信号采集模块进行信号采集，采集的信号经控制器计算处理后输入信号生成模块，最终输出与输入电压相同的输出电压；信号处理模块包括互感器、信号调理电路和ADC，将网侧电压信号经过互感器转成小信号后经过信号调理电路，输出满足ADC采集有限范围的信号至ADC。2.如权利要求1所述的应用于高低电压穿越试验的故障模拟信号发生装置，其特征在于，将采集到的母线电压经过箱式变压器后把高电压按照规定比例转化为较低的电压，从而得到转化后的网侧电压信号输入至故障模拟信号发生装置。3.如权利要求1所述的应用于高低电压穿越试验的故障模拟信号发生装置，其特征在于，信号采集模块包括控制器，控制器用于对ADC中的信号进行转化，并将转化的信号输出至DAC。4.如权利要求1所述的应用于高低电压穿越试验的故障模拟信号发生装置，其特征在于，信号生成模块包括转换电路、滤波电路和放大电路，能够实现信号的转换、滤波和放大处理。5.如权利要求1所述的应用于高低电压穿越试验的故障模拟信号发生装置，其特征在于，故障模拟信号发生装置具有高低穿试验模式和故障信号模拟模式两种输出模式。6.如权利要求5所述的应用于高低电压穿越试验的故障模拟信号发生装置，其特征在于，高低穿...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐宗华，王栋，伍阳阳，聂化宇，白鹏，袁华宇，马慧慧，文天舒，
申请(专利权)人：云南电力试验研究院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：