一种可移动式动态无功补偿装置检测仪及其测试方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种可移动式动态无功补偿装置检测仪及其测试方法。检测仪包括采样单元、检测单元、同步输出单元和扰动发生单元，采样单元分别与检测单元和同步输出单元连接，扰动发生单元分别与检测单元和同步输出单元连接；检测仪与动态无功补偿装置连接，同时检测一次侧和二次侧。本发明专利技术克服了可一次扰动测试和仿真模拟测试的缺点，同时可以在系统正常运行工况下对动态无功补偿装置整机进行全面的测试。可移动式动态无功补偿装置检测仪以扰动电压电流互感器的二次侧电压为目标，设备容量小、结构紧凑，整套设备可以安装在两台标准柜大小的空间内，固定在小型电力检修车内进行运输，对不同现场进行测试，实现设备的可移动式测试功能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无功补偿装置的检测装置及其检测方法，具体涉及。
技术介绍
目前，动态无功补偿设备已广泛的应用于我国的风电场、新能源发电及工业领域。随着风力发电在电力能源中所占比例越来越大，风力发电系统对电网安全稳定运行的影响已经不能忽略。风电场安装的动态无功电压补偿设备的控制性能将直接影响到风电机组的安全稳定运行及高低电压穿越能力。因此，风电场动态无功补偿设备投入前的现场检测至关重要。常规的风电场动态无功补偿装置测试可分为一次扰动测试和仿真模拟测试。一次扰动测试即在电网一次侧直接产生扰动进行测试，影响风电场正常运行，同时设备体积大造价高，不易移动。模拟仿真测试采用数字仿真模电网故障就电力电子器件，对无功补偿装置控制器进行测试，该方法可全面测试控制器的各项性能，但仿真系统价格昂贵且无法测试动态无功补偿装置的整机性能。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种可移动式动态无功补偿装置检测仪，另一目的是提供一种可移动式动态无功补偿装置测试方法，本专利技术克服了可一次扰动测试和仿真模拟测试的缺点，同时可以在系统正常运行工况下对动态无功补偿装置整机进行全面的测试。本专利技术的目的是采用下述技术方案实现的:本专利技术提供一种可移动式动态无功补偿装置检测仪，所述检测仪与动态无功补偿装置连接，其改进之处在于，所述检测仪包括采样单元、检测单元、同步输出单元和扰动发生单元，所述采样单元分别与检测单元和同步输出单元连接，所述扰动发生单元分别与检测单元和同步输出单元连接；所述检测仪同时检测动态无功补偿装置的一次侧和二次侧；所述采样单元用于采集动态无功补偿装置的接入点及考核点电压和电流信号，并将模拟量的电压和电流信号转换为数字信号，将数字信号分别传输到检测单元和同步输出单元中；所述检测单元用于检测所采集的电压电流信号，对所采集的信号进行锁相处理，并将锁相信号传送至扰动发生单元和同步输出单元中；所述扰动发生单元用于产生动态无功补偿装置性能测试所需的扰动、谐波和电压波动信号，同时将产生的扰动、谐波和电压波动信号以同步或非同步的方式加载至系统电压及电流的采样信号中；所述同步输出单元用于对加载扰动后的电压电流采样信号进行相位同步调节，使动态无功补偿装置最终输出的信号偏差或延时不超过实际电压互感器和电流互感器采样偏差或延时。优选的，所述采样单元采用双微处理器模式，双微处理器之间的数据交换通过双口 RAM实现，分别用于64路遥测数据的采集和计算以及同RTU主机的信息交换；双微处理器各选用两片12位A/D转换器，分别进行电压和电流的A/D采样；所述检测单元由依次连接的多组采样保持单元T/H、多路转换开关MUX和带输出锁存A/D模数转换器组成；所述同步输出单元采用多通道同步采样/保持、14位并行的A/D转换器，能将8个模拟信号中的I?4个进行同步采样/保持、分别转换为数字量；所述扰动发生单元采用电流型电能质量扰动发生器，电流型电能质量扰动发生器通过使用背靠背的H桥模型块形成高频回路以及级联的低频回路，共同完成电流质量扰动发生的功能。优选的，所述检测单元进行锁相处理时采用同步软锁相方式，采用虚拟转子法对三相同步电压电流信号进行处理，得到采样信号脉冲的同步点和同步信号的频率。优选的，所述扰动发生单元通过加载预设的标准扰动信号或根据现场需求制定的扰动信号，扰动信号与检测单元的锁相信号进行同行同步，送入同步输出单元。优选的，所述同步输出单元将采样信号与同步扰动信号进行叠加，同时根据锁相信号进行校验，在计算整个系统的延时补偿后(该延时为硬件采样及计算延时，通过预测PI算法进行延时补偿)将电压电流信号转换为模拟量输出至被测动态无功补偿装置。优选的，所述检测仪安装在两台标准柜大小的空间内，标准柜的柜体尺寸为800*800*2200，固定在小型电力检修车内进行运输，对不同现场进行测试，本专利技术基于另一目的提供的一种可移动式动态无功补偿装置检测仪的测试方法，其改进之处在于，所述方法包括下述步骤:(I)采样单元采集动态无功补偿装置的接入点及考核点电压和电流信号，并将模拟量的电压和电流信号转换为数字信号，将数字信号分别传输到检测单元和同步输出单元中；(2)检测单元检测所采集的电压电流信号，对所采集的信号进行锁相处理，并将锁相信号传送至扰动发生单元和同步输出单元中；(3)扰动发生单元产生动态无功补偿装置性能测试所需的扰动、谐波和电压波动信号，同时将产生的扰动、谐波和电压波动信号以同步或非同步的方式加载至系统电压及电流的采样信号中；(4)同步输出单元对加载扰动后的电压电流采样信号进行相位同步调节，使动态无功补偿装置最终输出的信号偏差或延时不超过实际电压互感器和电流互感器采样偏差或延时。优选的，所述步骤(2)中，检测单元进行锁相处理时采用同步软锁相方式，采用虚拟转子法对三相同步电压电流信号进行处理，得到脉冲的同步点和同步信号的频率。优选的，所述虚拟转子法指的是:电网电压Ugab、Ugbc> Ugca经过park变换得q轴分量Ugq ;若电网电压含有负序分量和谐波成分，则q轴分量含有倍频纹波和高次谐波；所述柔性锁相环路SPLL输出相角单位为弧度，每当相角达到2 时，积分器清零并重新开始积分。优选的，所述步骤(3)中，所述扰动发生单元通过加载预设的标准扰动信号或根据现场需求制定的扰动信号，扰动信号与检测单元的锁相信号进行同行同步，送入同步输出单元。优选的，所述步骤(4)中，所述同步输出单元将采样信号与同步扰动信号进行叠力口，同时根据锁相信号进行校验，在计算整个系统的延时补偿后(该延时为硬件采样及计算延时，通过预测PI算法进行延时补偿)将电压电流信号转换为模拟量输出至被测动态无功补偿装置。与现有技术比，本专利技术达到的有益效果是:1、可移动式动态无功补偿装置检测仪克服了可一次扰动测试和仿真模拟测试的缺点，同时可以在系统正常运行工况下对动态无功补偿装置整机进行全面的测试。2、可移动式动态无功补偿装置检测仪以扰动电压电流互感器的二次侧电压为目标，设备容量小、结构紧凑，整套设备可以安装在两台标准柜大小的空间内，固定在小型电力检修车内进行运输，对不同现场进行测试，实现设备的可移动式测试功能。3、系统扰动现象可在检测仪中任意实现；能够同时检测动态无功补偿装置的一、二次部分；测试过程对系统无影响，不需要风电场或电网改变运行方式；测试设备接入系统简单，易于操作；检测速度快；相比于其他方式设备造价低，单次检测费用低。4、动态无功补偿装置检测仪体积紧凑，可做成移动式，方便运输。【附图说明】图1是本专利技术提供的可移动式动态无功补偿装置检测仪原理图；图2是本专利技术提供的软锁相环矢量图；图3是本专利技术提供的软锁相环控制框图；图4是本专利技术提供的动态无功补偿装置检测仪测试方法示意图。【具体实施方式】下面结合附图对本专利技术的【具体实施方式】作进一步的详细说明。本专利技术提供的可移动式动态无功补偿装置检测仪由多个处理单元构成，通过对PT/CT 二次侧电压电流进行采样，同时将同步扰动信号加载至采样信号中，最终生成所需的扰动信号。动态无功补偿装置检测仪原理如图1所示。检测仪与动态无功补偿装置连接，检测仪包括采样单元、检测单元、同步输出单元和扰动发生单元，采样单元分别与检测单元和同步输出单元连接，扰动发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可移动式动态无功补偿装置检测仪，所述检测仪与动态无功补偿装置连接，其特征在于，所述检测仪包括采样单元、检测单元、同步输出单元和扰动发生单元，所述采样单元分别与检测单元和同步输出单元连接，所述扰动发生单元分别与检测单元和同步输出单元连接；所述检测仪同时检测动态无功补偿装置的一次侧和二次侧；所述采样单元用于采集动态无功补偿装置的接入点及考核点电压和电流信号，并将模拟量的电压和电流信号转换为数字信号，将数字信号分别传输到检测单元和同步输出单元中；所述检测单元用于检测所采集的电压电流信号，对所采集的信号进行锁相处理，并将锁相信号传送至扰动发生单元和同步输出单元中；所述扰动发生单元用于产生动态无功补偿装置性能测试所需的扰动、谐波和电压波动信号，同时将产生的扰动、谐波和电压波动信号以同步或非同步的方式加载至系统电压及电流的采样信号中；所述同步输出单元用于对加载扰动后的电压电流采样信号进行相位同步调节，使动态无功补偿装置最终输出的信号偏差或延时不超过实际电压互感器和电流互感器采样偏差或延时。

【技术特征摘要】
1.一种可移动式动态无功补偿装置检测仪，所述检测仪与动态无功补偿装置连接，其特征在于，所述检测仪包括采样单元、检测单元、同步输出单元和扰动发生单元，所述采样单元分别与检测单元和同步输出单元连接，所述扰动发生单元分别与检测单元和同步输出单元连接；所述检测仪同时检测动态无功补偿装置的一次侧和二次侧； 所述采样单元用于采集动态无功补偿装置的接入点及考核点电压和电流信号，并将模拟量的电压和电流信号转换为数字信号，将数字信号分别传输到检测单元和同步输出单元中； 所述检测单元用于检测所采集的电压电流信号，对所采集的信号进行锁相处理，并将锁相信号传送至扰动发生单元和同步输出单元中； 所述扰动发生单元用于产生动态无功补偿装置性能测试所需的扰动、谐波和电压波动信号，同时将产生的扰动、谐波和电压波动信号以同步或非同步的方式加载至系统电压及电流的采样信号中； 所述同步输出单元用于对加载扰动后的电压电流采样信号进行相位同步调节，使动态无功补偿装置最终输出的信号偏差或延时不超过实际电压互感器和电流互感器采样偏差或延时。2.如权利要求1所述的检测仪，其特征在于，所述采样单元采用双微处理器模式，双微处理器之间的数据交换通过双口 RAM实现，分别用于64路遥测数据的采集和计算以及同RTU主机的信息交换；双微处理器各选用两片12位A/D转换器，分别进行电压和电流的A/D采样； 所述检测单元由依次连接的多组采样保持单元T/H、多路转换开关MUX和带输出锁存A/D模数转换器组成； 所述同步输出单元采用多通道同步采样/保持、14位并行的A/D转换器，能将8个模拟信号中的I~4个进行同步采样/保持、分别转换为数字量； 所述扰动发生单元采用电流型电能质量扰动发生器，电流型电能质量扰动发生器通过使用背靠背的H桥模型块形成高频回路以及级联的低频回路，共同完成电流质量扰动发生的功能。3.如权利要求1或2所述的检测仪，其特征在于，所述检测单元进行锁相处理时采用同步软锁相方式，采用虚拟转子法对三相同步电压电流信号进行处理，得到采样信号脉冲的同步点和同步信号的频率。4.如权利要求1或2所述的检测仪，其特征在于，所述扰动发生单元通过加载预设的标准扰动信号或根据现场需求制定的扰动信号，扰动信号与检测单元的锁相信号进行同行同步，送入同步输出单元。5.如权利要求1或2所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁蒙，燕翚，叶卫华，张爽，周建丽，黄永宁，田蓓，赵晓东，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网智能电网研究院，中电普瑞科技有限公司，国网宁夏电力公司，
类型：发明
国别省市：