一种海上风电场电能质量测试方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及电能质量评价技术领域，公开了一种海上风电场电能质量测试方法和系统，其方法根据待测海上风电场的运行状态进行电能质量测试，获得运行状态对应的电能质量测试指标值，若判断有其它海上风电场接入待测海上风电场，则对待测海上风电场的并网点以及其接入的其它海上风电场的并网点分别进行电能质量测试，将电能质量测试指标值与其对应的电能质量指标限值进行比较，基于预设的评价规则，根据电能质量指标比较结果对待测海上风电场的电能质量进行评价，以判断待测海上风电场的电能质量是否合格，其考虑了不同拓扑结构的海上风电场和运行状态，增加电压偏差、三相电压不平衡度两个指标，提高了海上风电场电能质量测试准确性。准确性。准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种海上风电场电能质量测试方法和系统


[0001]本专利技术涉及电能质量评价
，尤其涉及一种海上风电场电能质量测试方法和系统。

技术介绍

[0002]海上风能资源丰富，发电量大，且不占用陆上土地，海上风力发电已经成为风电领域的重要发展方向。海上风电机组一般的直驱及双馈风电机组是广泛使用的变速恒频风力发电机组，风机变流器和变频器中的电力电子元件会产生谐波，甚至可能与系统中的电感、电容等元件产生谐波谐振放大问题。海上风电传输系统中大量应用高容性的长距离海底电缆，当电缆与变压器等感性元件相连时，极易发生并联谐振。风电场较大的谐波分量会引发过电压、过电流，导致元件过热损耗，严重时导致绝缘失败，甚至引发严重的电力事故。随着海上风电的快速发展，海上风电并网产生的谐波将对电网系统的安全稳定造成一定威胁。开展海上风电场电能质量测试，评价风电场并网点的电能质量是否满足相关标准要求，对必要的风电场电能质量治理具有实际数据支撑价值。
[0003]公开号为CN 104793067 B的中国专利技术专利公开了一种用于风电场功率调节和电能质量的评估系统及其评估方法，以功率接近0％所测的电能质量数据作为背景电能质量数据，并根据风场输出功率从0％至额定功率的100％，按每10％的额定功率划分为10个功率区间进行风电场电能质量评估。
[0004]同时，公开号为CN 110865259 A的中国专利技术专利申请公开了一种风电场电能质量评估方法和装置，将某一段测试时间内的实测功率极大值Pmax与极小值Pmin视为功率区间上下限，以功率区间段内的数据近似为风电场停运数据，作为背景电能质量数据；按功率区间段等距间隔将被测数据划分为风电场正常运行时的10个功率区间段，进行风电场电能质量评估。
[0005]而根据国标《风电场接入电力系统技术规定》(GB/T 19963
‑
2011)中明确提出风电场电能质量包括电压偏差、闪变、谐波电流，修订后的《风电场接入电力系统技术规定第一部分：陆上风电》(GB/T 19963.1
‑
2021)更新了风电场电能质量包括电压偏差、闪变、谐波电流、间谐波、三相电压不平衡度。以此为依据，海上风电场电能质量测试项目应包括电压偏差、闪变、谐波电流、间谐波、三相电压不平衡度。但上述两个专利技术专利均只考虑了闪变、谐波和间谐波，未计及电压偏差、三相电压不平衡度两个指标，这导致海上风电场电能质量测试结果准确性较低。
[0006]海上风电场接入电网的形式多样，既有独立海上风电场，即海上风电场不经其他海上风电场、直接接入电网，也无其他海上风电场接入；又有经其他海上风电场送出的海上风电场；还有其他海上风电场经本海上风电场送出的情况。对于前两种拓扑结构的海上风电场，风电场并网点的电压和送出线路的电流由风电场自身产生，可采用风电场场站配置
的电能质量监测系统或便携式电能质量测试装置进行并网点电能质量测试与评价。对于第三种拓扑结构的海上风电场，只进行并网点的电能质量测试与评价，难以真正体现本海上风电场自身的电能质量，这导致针对不同拓扑结构的海上风电场电能质量测试结果准确性较低。
[0007]同时，对于并网运行风电场，由于风电场自身厂用电往往为额定功率的(3～4)％左右，无论以功率接近0％所测的电能质量数据作为背景电能质量数据，或以功率区间段内的数据近似为风电场停运数据，作为背景电能质量数据，都存在测试阶段对应的风电机组产生的谐波电流对测试点谐波电压有影响，因此作为风电场停运时背景电能质量测试显然不够准确。

技术实现思路

[0008]本专利技术提供了一种海上风电场电能质量测试方法和系统，解决了海上风电场电能质量测试结果准确性较低的技术问题。
[0009]有鉴于此，本专利技术第一方面提供了一种海上风电场电能质量测试方法，包括以下步骤：
[0010]S1、获取待测海上风电场的运行状态，所述运行状态包括停运状态和正常运行状态；
[0011]S2、根据待测海上风电场的运行状态对预设的测试点进行电能质量测试，若待测海上风电场的运行状态为停运状态，则对待测海上风电场的并网点进行电能质量测试，获得背景电能质量测试指标值，所述背景电能质量测试指标值包括电压偏差、长时间闪变值、谐波电压、间谐波电压、三相电压总谐波畸变率和三相电压不平衡度，执行步骤S4；若待测海上风电场的运行状态为正常运行状态，则执行下一步；
[0012]S3、根据待测海上风电场的拓扑结构判断是否有其它海上风电场接入所述待测海上风电场，若判断有其它海上风电场接入所述待测海上风电场，则对待测海上风电场的并网点以及其接入的其它海上风电场的并网点分别进行电能质量测试，获得待测海上风电场的并网点和其它海上风电场的并网点分别对应的正常运行电能质量测试指标值，若判断未有其它海上风电场接入所述待测海上风电场，则对待测海上风电场的并网点进行电能质量测试，获得待测海上风电场的并网点对应的正常运行电能质量测试指标值，所述正常运行电能质量测试指标值包括电压偏差、长时间闪变值、谐波电流、间谐波电压和三相电压不平衡度；
[0013]S4、根据所述待测海上风电场的运行状态在本地数据库中匹配得到对应的电能质量指标限值，将电能质量测试指标值与其对应的电能质量指标限值进行比较，得到电能质量指标比较结果；
[0014]S5、基于预设的评价规则，根据所述电能质量指标比较结果对待测海上风电场的电能质量进行评价，得到待测海上风电场的电能质量评价结果。
[0015]优选地，本方法还包括：
[0016]将待测海上风电场的输出功率从0至额定功率的100％，以10％的额定功率为功率区间，每个功率区间的每相采集预设的测试点在预设有效测试时段的多个预设时间序列的瞬时电压测量值和瞬时电流值的测量值，还采集每个预设的测试点的电压偏差、长时间闪
变值、谐波电流、间谐波电压和三相电压不平衡度分别对应的最大值，其中，预设有效测试时段为风电场95％以上风电机组正常投入运行的时段。
[0017]优选地，步骤S4之前包括：
[0018]S41、根据待测海上风电场的运行状态设置电能质量指标限值，若待测海上风电场的运行状态为停运状态，则设置背景电能质量测试指标限值；若待测海上风电场的运行状态为正常运行，则设置正常运行电能质量测试指标限值；
[0019]S42、将待测海上风电场的运行状态与其对应的电能质量测试指标限值构建映射关系，并存储至本地数据库。
[0020]优选地，步骤S4具体包括：
[0021]S401、根据所述待测海上风电场的运行状态在本地数据库中匹配得到对应的电能质量指标限值，若所述待测海上风电场的运行状态为停运状态，则在本地数据库中匹配得到背景电能质量测试指标限值，并执行步骤S402；若所述待测海上风电场的运行状态为正常运行状态，则在本地数据库中匹配得到正常运行电能质量测试指标限值，并执行步骤S403；
[0022]S402、将所述背景电能质量测试指标值与所述背景电能质量测试指标限值进行比较，若所述背景电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种海上风电场电能质量测试方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、获取待测海上风电场的运行状态，所述运行状态包括停运状态和正常运行状态；S2、根据待测海上风电场的运行状态对预设的测试点进行电能质量测试，若待测海上风电场的运行状态为停运状态，则对待测海上风电场的并网点进行电能质量测试，获得背景电能质量测试指标值，所述背景电能质量测试指标值包括电压偏差、长时间闪变值、谐波电压、间谐波电压、三相电压总谐波畸变率和三相电压不平衡度，执行步骤S4；若待测海上风电场的运行状态为正常运行状态，则执行下一步；S3、根据待测海上风电场的拓扑结构判断是否有其它海上风电场接入所述待测海上风电场，若判断有其它海上风电场接入所述待测海上风电场，则对待测海上风电场的并网点以及其接入的其它海上风电场的并网点分别进行电能质量测试，获得待测海上风电场的并网点和其它海上风电场的并网点分别对应的正常运行电能质量测试指标值，若判断未有其它海上风电场接入所述待测海上风电场，则对待测海上风电场的并网点进行电能质量测试，获得待测海上风电场的并网点对应的正常运行电能质量测试指标值，所述正常运行电能质量测试指标值包括电压偏差、长时间闪变值、谐波电流、间谐波电压和三相电压不平衡度；S4、根据所述待测海上风电场的运行状态在本地数据库中匹配得到对应的电能质量指标限值，将电能质量测试指标值与其对应的电能质量指标限值进行比较，得到电能质量指标比较结果；S5、基于预设的评价规则，根据所述电能质量指标比较结果对待测海上风电场的电能质量进行评价，得到待测海上风电场的电能质量评价结果。2.根据权利要求1所述的海上风电场电能质量测试方法，其特征在于，还包括：将待测海上风电场的输出功率从0至额定功率的100％，以10％的额定功率为功率区间，每个功率区间的每相采集预设的测试点在预设有效测试时段的多个预设时间序列的瞬时电压测量值和瞬时电流值的测量值，还采集每个预设的测试点的电压偏差、长时间闪变值、谐波电流、间谐波电压和三相电压不平衡度分别对应的最大值，其中，预设有效测试时段为风电场95％以上风电机组正常投入运行的时段。3.根据权利要求1所述的海上风电场电能质量测试方法，其特征在于，步骤S4之前包括：S41、根据待测海上风电场的运行状态设置电能质量指标限值，若待测海上风电场的运行状态为停运状态，则设置背景电能质量测试指标限值；若待测海上风电场的运行状态为正常运行，则设置正常运行电能质量测试指标限值；S42、将待测海上风电场的运行状态与其对应的电能质量测试指标限值构建映射关系，并存储至本地数据库。4.根据权利要求3所述的海上风电场电能质量测试方法，其特征在于，步骤S4具体包括：S401、根据所述待测海上风电场的运行状态在本地数据库中匹配得到对应的电能质量指标限值，若所述待测海上风电场的运行状态为停运状态，则在本地数据库中匹配得到背景电能质量测试指标限值，并执行步骤S402；若所述待测海上风电场的运行状态为正常运行状态，则在本地数据库中匹配得到正常运行电能质量测试指标限值，并执行步骤S403；
S402、将所述背景电能质量测试指标值与所述背景电能质量测试指标限值进行比较，若所述背景电能质量测试指标值超过所述背景电能质量测试指标限值，则判定相应的背景电能质量测试指标值不合格，若所述背景电能质量测试指标值不超过所述背景电能质量测试指标限值，则判定相应的背景电能质量测试指标值合格；S403、将所述正常运行电能质量测试指标值与所述正常运行电能质量测试指标限值进行比较，若所述正常运行电能质量测试指标值超过所述正常运行电能质量测试指标限值，则判定相应的正常运行电能质量测试指标值不合格，若所述正常运行电能质量测试指标值不超过所述正常运行电能质量测试指标限值，则判定相应的正常运行电能质量测试指标值合格。5.根据权利要求4所述的海上风电场电能质量测试方法，其特征在于，还包括：根据待测海上风电场的运行状态在本地数据库中匹配得到对应的评价规则，所述评价规则包括：若待测海上风电场的运行状态为停运状态，则根据待测海上风电场的并网点对应的电能质量指标比较结果确定待测海上风电场的电能质量评价结果；若待测海上风电场的运行状态为正常运行状态且未有其它海上风电场接入所述待测海上风电场，则根据待测海...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨汾艳，苏伟，盛超，刘正富，余达，吴小可，杜胜磊，
申请(专利权)人：南方电网电力科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：