一种风电场静止无功发生器的参数检测方法及系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种风电场静止无功发生器的参数检测方法及系统，该方法包括：步骤1：向静止无功发生器控制器发送启动指令及运行模式指令，以使静止无功发生器启动并在所述运行模式指令指定的运行模式下运行；步骤2：向所述静止无功发生器控制器发送所述运行模式下的功率阶跃指令，使所述静止无功发生器工作在指定的功率下；步骤3：向数据采集设备发送一测量触发信号，使所述的数据采集设备采集所述静止无功发生器电流信号、电压信号；步骤4：接收所述的电流信号、电压信号及所述数据采集设备从所述静止无功发生器获取的启动时间值；步骤5：根据所述启动指令的发送时间、电流信号、电压信号及启动时间值生成实际响应时间及实际功率。
【专利说明】—种风电场静止无功发生器的参数检测方法及系统
【技术领域】
[0001]本发明关于风电场设备检测技术，具体地，是关于一种风电场静止无功发生器的参数检测方法及系统。
【背景技术】
[0002]随着人类追求清洁能源步伐的不断加快，风力发电得到了更广泛的发展，风电场以集群风力发电机组的方式进行电力的输送，其在电力系统电源结构中占比也大幅增加，对电力系统的影响也越来越明显。但由于风电机组本身不具备长时间抵御电网故障的能力，为了更好的在电网故障时刻对电网的恢复提供快速支撑，在风电场一般都要求配置动态无功补偿设备。由于风电场的快速发展建设，在风电场配套建设的动态无功补偿设备没有进行严格的技术测试，有些设备存在一定的问题，无法很好的适应电网调度所下发的快速响应，甚至在电网故障时没有正确的动作。为了全面掌握并网风电场动态无功补偿设备的动态调节范围、响应时间和电能质量等关键参数，以保证风电场动态无功补偿设备的运行质量和技术指标都满足运行规范，需要开发一种风电场静止无功发生器(Static VarCompensator, SVG)功能特性检测方案。
【发明内容】
[0003]本发明实施例的主要目的在于提供一种风电场静止无功发生器的参数检测方法及系统，以更加高效、准确地计算出静止无功发生器设备的动态特性参数，检测静止无功发生器设备的动态特性。
[0004]为了实现上述目的，本发明实施例提供一种风电场静止无功发生器的参数检测方法，该参数检测方法包括:步骤1:向静止无功发生器控制器发送启动指令及运行模式指令，以使静止无功发生器启动并在所述运行模式指令指定的运行模式下运行；步骤2:向所述静止无功发生器控制器发送所述运行模式下的功率阶跃指令，使所述静止无功发生器工作在指定的功率下；步骤3:向数据采集设备发送一测量触发信号，使所述的数据采集设备采集所述静止无功发生器电流信号、电压信号；步骤4:接收所述的电流信号、电压信号及所述数据采集设备从所述静止无功发生器获取的启动时间值；步骤5:根据所述启动指令的发送时间、电流信号、电压信号及启动时间值生成实际响应时间及实际功率。
[0005]进一步地，上述步骤5包括:根据所述发送时间及启动时间计算延迟时间；根据所述电流信号及电压信号生成响应时间及实际功率；根据所述延迟时间及响应时间计算所述实际响应时间。
[0006]在一实施例中，在上述生成所述实际响应时间及实际功率之后，上述参数检测方法还包括:步骤6:判断所述实际响应时间是否小于预设时间值，并且所述实际功率是否等于所述指定的功率；如果否，则修改所述静止无功发生器设备的控制方式和控制参数，然后循环执行步骤2至步骤6，直至所述实际响应时间小于所述预设时间值，且所述实际功率等于所述指定的功率。[0007]在一实施例中，在上述步骤I之后，上述参数检测方法还包括:步骤7:向所述数据采集设备发送另一测量触发信号，使所述的数据采集设备采集所述静止无功发生器电流信号、电压信号；步骤8:判断上述的数据采集设备采集的电流信号、电压信号是否完整，如果是，执行所述步骤2。
[0008]进一步地，如果上述的数据采集设备采集的电流信号、电压信号不完整，循环执行上述步骤7至步骤8，直至所述电流信号、电压信号完整。
[0009]在一实施例中，上述运行模式包括:静止无功发生器设备恒无功模式、风电场进口侧恒无功模式、风电场进口侧恒电压模式。
[0010]本发明实施例还提供一种风电场静止无功发生器的参数检测系统，该参数检测系统包括:运行指令发送单元，用于向静止无功发生器控制器发送启动指令及运行模式指令，以使静止无功发生器启动并在所述运行模式指令指定的运行模式下运行；功率阶跃指令发送单元，用于向所述静止无功发生器控制器发送所述运行模式下的功率阶跃指令，使所述静止无功发生器工作在指定的功率下；测量触发信号发送单元，用于向数据采集设备发送一测量触发信号，使所述的数据采集设备采集所述静止无功发生器电流信号、电压信号；信号接收单元，用于接收所述的电流信号、电压信号及所述数据采集设备从所述静止无功发生器获取的启动时间值；实际响应时间及实际功率生成单元，用于根据所述启动指令的发送时间、电流信号、电压信号及启动时间值生成实际响应时间及实际功率。
[0011]进一步地，上述参数生成单元包括:延迟时间计算模块，用于根据所述发送时间及启动时间计算延迟时间；参数生成模块，用于根据所述电流信号及电压信号生成响应时间及实际功率；实际响应时间计算模块，用于根据所述延迟时间及响应时间计算所述实际响应时间。
[0012]在一实施例中，上述参数检测系统还包括:参数判断单元，用于判断所述实际响应时间是否小于预设时间值，并且所述实际功率是否等于所述指定的功率；修改单元，用于修改静止无功发生器设备的控制方式和控制参数。
[0013]在一实施例中，上述测量触发信号发送单元还用于:向所述数据采集设备发送另一测量触发信号，使所述的数据采集设备采集所述静止无功发生器电流信号、电压信号。
[0014]进一步地，上述参数检测系统还包括:信号完整性判断单元，用于判断所述的数据采集设备采集的所述电流信号、电压信号是否完整。
[0015]本发明的有益效果在于，能够克服手动更改静止无功发生器运行模式和下发控制指令存在人为操作上的失误，可能会导致静止无功发生器设备的损坏；通过自动操控的方式进行功能特性测试，提高了工作效率，能够更加准确快速计算出静止无功发生器设备的动态响应时间和工作功率，从而实现对静止无功发生器设备的功能特性测试。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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。
[0017]图1为根据本发明实施例的风电场静止无功发生器的参数检测方法的流程图；[0018]图2为根据本发明实施例的无功电流与时间的对应关系曲线图；
[0019]图3为根据本发明实施例的风电场静止无功发生器的参数检测系统的结构框图；
[0020]图4为根据本发明实施例的参数生成单元5的结构示意图；
[0021]图5为根据本发明实施例的SVG设备检测系统的结构图。
【具体实施方式】
[0022]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0023]本发明实施例提供一种风电场静止无功发生器的参数检测方法和系统。以下结合附图对本发明进行详细说明。
[0024]实施例一
[0025]本发明实施例提供一种风电场静止无功发生器的参数检测方法，图1是根据本发明实施例的风电场静止无功发生器的参数检测方法的流程图，如图1所示，该参数检测方法包括:
[0026]步骤101:向SVG控制器发送启动指令及运行模式指令，以使SVG启动并在该运行模式指令指定的运行模式下运行；
[0027]步骤102:向该SVG控制器发送该运行模式下的功率阶跃指令，使该SVG工作在指定的功率下；
[0028]步骤103:向数据采集设备发送一测量触发信号，使所述的数据采集设备采集所述SVG电流信号、电压信号；
[0029]步骤104:接收上述的电流信号、电压信号及该数据采集设备从该SVG获取的启动时间值；
[0030]步骤105:根据上述启动指令的发送时间、电流信号、电压信号及启动时间值生成实际响应时间及实际功率。
[0031]由以上描述可知，在本发明实施例中，通过本发明的风电场SVG的参数检测方法，能够自动地、快速的完成SVG设备的功能特性检测，提高检测效率，并且通过计算设备的传输延时，可以精确的计算出SVG响应指令的时间，并计算出SVG无功补偿设备的工作功率。
[0032]以下对上述风电场SVG的参数检测方法的各步骤进行具体的说明。
[0033]在上述步骤101中，首先向SVG控制器发送启动指令和运行模式指令，并记录下发送该启动指令的时间，该运行模式指令所对应的运行模式包括=SVG设备恒无功模式、风电场进口侧恒无功模式、风电场进口侧恒电压模式。SVG控制器在接收到上述启动指令及运行模式指令后，SVG控制器根据该启动指令控制SVG设备投入运行，并根据该运行指令在该运行指令所指定的运行模式下运行(以下，以SVG设备处于SVG设备恒无功模式的运行状态下进行说明，但本发明并不限于此)。
[0034]上述步骤102中，在SVG设备处于SVG设备恒无功模式的运行状态下，向该SVG控制器发送该运行模式下的功率阶跃指令，通过功率阶跃指令使该SVG设备在该功率阶跃指令所限定的功率下工作，在本发明实施例中，该功率阶跃指令所限定的功率可以例如是分别让SVG设备在额定功率的20%、50%、75%和100%的功率下运行，也可以是根据实际的工况需求设定不同的额定功率的比例，本发明并不以此为限。
[0035]在上述步骤102中，向SVG设备发送上述功率阶跃指令，以使该SVG设备工作在上述功率阶跃指令指定的功率(以下以额定功率的50%为例，但本发明并不限于此)下，执行上述步骤103，向数据采集设备发送测量触发信号，指示数据采集设备采集SVG设备的电压信号和电流信号，其中，该电压信号包括:风电场高压主变出口的三相电压信号、SVG设备出口的电压信号，如果SVG设备配有辅助的电容器组，则上述电压信号还包括:电容器组出口的电压信号；该电流信号包括:风电场高压主变出口的三相电流信号、SVG设备出口的电流信号，如果SVG设备配有辅助的电容器组，则上述电流信号还包括:电容器组出口的电流信号。
[0036]经过上述步骤102和步骤103，由数据采集设备采集到SVG设备在SVG设备恒无功模式下运行时的电流信号和电压信号后，获取上述电流信号和电压信号，同时，通过数据采集设备获取该SVG在接收到功率阶跃指令后的启动时间值(步骤104)。
[0037]上述步骤105，在获取该SVG在接收到功率阶跃指令后的启动时间值后，可以根据在步骤101中所记录的发送启动指令的发送时间以及通过该数据采集设备获取到的该启动时间值，来计算出在该功率阶跃指令下发到SVG设备后，SVG设备实际启动运行时存在的传输延时，即:启动时间值-启动指令的发送时间=传输延时，便得到了延迟时间(传输延时)；通过对获取的上述电流信号中的SVG设备出口的电流信号进行分析，能够形成如图2所示的无功电流与时间的对应关系曲线图，例如图2所示，在SVG电流从开始变化到有效值达到控制目标的90%时，记录对应的SVG的响应时间，由此获取SVG设备的响应时间；再结合计算出的延迟时间，得到SVG设备的实际的响应时间，即:实际响应时间=响应时间-延迟时间。
[0038]同时，在通过数据采集设备获取到上述电流信号和电压信号后，可通过该电流信号和电压信号的值，计算获得SVG设备的实际工作的无功功率(单位为:乏(Var))。
[0039]综上所述，通过本发明的风电场静止无功发生器的参数检测方法，能够实现完全智能化、自动的操作，可以快速的完成SVG设备的功能特性检测，提高检测效率，并且通过计算设备的传输延时，可以精确的计算出SVG无功补偿设备响应指令的时间，并计算出SVG无功补偿设备的工作功率。
[0040]在一较佳实施例中，本发明的风电场静止无功发生器的参数检测方法还包括以下步骤:
[0041]步骤106:判断该实际响应时间是否小于预设时间值，并且该实际功率是否等于该指定的功率；如果否，则修改该SVG设备的控制方式和控制参数，例如:修改SVG设备的PI控制比例系数、电压偏差滞环参数、超调角度等，然后循环执行步骤102至步骤106，直至所述实际响应时间小于所述预设时间值，且所述实际功率等于所述指定的功率。
[0042]在检测到该SVG设备的实际响应时间和实际工作的功率后，可以通过如步骤106所述的判断方法来检测在SVG设备恒无功模式下，及在额定功率的50%的工况下，该SVG设备的运行状态是否符合要求。具体的判断方法如下:
[0043]对于实际响应时间，判断其与一预设时间值的大小，该预设时间值可以例如是30ms，或者可根据实际工作需要调整该预设时间值的大小，本发明并不以此为限。当且仅当该实际响应时间小于该预设时间值时，该SVG设备才符合运行标准的要求。
[0044]对于实际功率，判断其与额定功率的50%的大小，如果该实际功率等于额定功率的50%，则该SVG设备符合运行标准的要求。
[0045]只有在检测的实际响应时间和实际功率都满足上述要求时，该SVG设备符合运行标准的要求。如果判断出该实际响应时间不满足小于该预设时间值的条件，或者该实际功率不满足等于额定功率的50%的条件，或者实际响应时间和实际功率都不满足上述判定条件时，则判定该SVG设备不满足标准要求，需要通过SVG设备厂家修改设备控制方式和控制参数，例如:修改SVG设备的PI控制比例系数、电压偏差滞环参数、超调角度等，并返回循环执行上述步骤102至步骤106，使SVG设备在SVG设备恒无功模式下，及在额定功率的50%的工况下运行，获取修改了控制方式和控制参数之后的新的实际响应时间及新的实际功率，并再次对新的实际响应时间和新的实际功率进行判断。判断新的实际响应时间是否小于预设时间值，并且新的实际功率是否等于额定功率的50%，直至新的实际响应时间小于预设时间值，并且新的实际功率等于额定功率的50%，此时，表明该SVG设备满足运行标准要求。
[0046]在一较佳实施例中，在上述步骤101之后，步骤102之前，本发明实施例的风电场SVG的参数检测方法还可包括:
[0047]步骤107:向数据采集设备发送另一测量触发信号，使该数据采集设备采集该SVG电流信号、电压信号；
[0048]步骤108:判断该数据采集设备采集的电流信号、电压信号是否完整，如果是，执行上述步骤102。
[0049]在上述步骤107中，在发送功率阶跃指令之前，在SVG设备启动阶段，发送一测量触发信号给数据采集设备，用于采集SVG设备运行在SVG设备恒无功模式时的电压信号和电流信号，其中，该电压信号包括:风电场高压主变出口的三相电压信号、SVG设备出口的电压信号，如果SVG设备配有辅助的电容器组，则上述电压信号还包括:电容器组出口的电压信号；该电流信号包括:风电场高压主变出口的三相电流信号、SVG设备出口的电流信号，如果SVG设备配有辅助的电容器组，则上述电流信号还包括:电容器组出口的电流信号。
[0050]上述步骤108中，判断该数据采集设备采集的电流信号、电压信号是否完整是指，是否已经采集到步骤107中所述的所有的电流信号和电压信号，其中，该电压信号包括:风电场高压主变出口的三相电压信号、SVG设备出口的电压信号，如果SVG设备配有辅助的电容器组，则上述电压信号还包括:电容器组出口的电压信号；该电流信号包括:风电场高压主变出口的三相电流信号、SVG设备出口的电流信号，如果SVG设备配有辅助的电容器组，则上述电流信号还包括:电容器组出口的电流信号。如果判断数据采集设备已经采集到步骤107中所述的电流信号和电压信号，则说明该电流信号和电压信号完整，则继续进行步骤102，向该SVG控制器发送在SVG设备恒无功模式下的功率阶跃指令，使该SVG设备工作在额定功率的50%下；
[0051]如果判断出数据采集设备采集到的该电流信号和电压信号并不完整，则需要返回执行上述步骤107至步骤108，控制数据采集设备重新采集电压信号和电流信号，并对数据采集设备重新采集到的电压信号和电流信号的完整性进行判断，直至数据采集设备采集到完整的电流信号和电压信号后，执行步骤102。[0052]在一较佳实施例中，在步骤104之后，本发明实施例的风电场SVG的参数检测方法还可包括:
[0053]步骤109:接收该电流信号、电压信号并判断由数据采集设备获取的所述电流信号、电压信号是否完整，其中，该电压信号包括:风电场高压主变出口的三相电压信号、SVG设备出口的电压信号，如果SVG设备配有辅助的电容器组，则上述电压信号还包括:电容器组出口的电压信号；该电流信号包括:风电场高压主变出口的三相电流信号、SVG设备出口的电流信号，如果SVG设备配有辅助的电容器组，则上述电流信号还包括:电容器组出口的电流信号。如果判断数据采集设备已经采集到上述的电流信号和电压信号，则说明该电流信号和电压信号完整，则继续进行步骤105，根据上述启动指令的发送时间、电流信号、电压信号及启动时间值生成实际响应时间及实际功率。
[0054]如果判断出数据采集设备采集到的该电流信号和电压信号并不完整，则需要返回执行上述步骤102至步骤104，控制数据采集设备重新采集电压信号和电流信号，并对数据采集设备重新采集到的电压信号和电流信号的完整性进行判断，直至数据采集设备采集到完整的电流信号和电压信号后，执行步骤105。
[0055]需要说明的是，在本发明实施例中，虽然对本发明实施例的风电场静止无功发生器的参数检测方法的各步骤用步骤101至步骤108加以限定，但仅是为了使描述时更加清晰，而并不是用来限制本发明实施例的风电场静止无功发生器的参数检测方法的各步骤的顺序，例如，由以上描述可知，具体实施中，上述步骤102和步骤103可以是同时进行。
[0056]并且，上文所述的运行模式和功率阶跃指令所指定的功率并非一一对应，在实际的检测过程中，是指对一个运行模式中，使SVG分别工作在功率阶跃指令对应的不同功率下的条件下，分别对该SVG的实际响应时间和实际功率进行检测。之后，再切换到下一个运行模式中，再次使SVG分别工作在功率阶跃指令对应的不同功率下，再次分别对该SVG的实际响应时间和实际功率进行检测。实际应用中，例如首先使该SVG运行在SVG设备恒无功模式下，分别检测该SVG在额定功率的25%、50%、75%及100%的功率下的四组实际响应时间和实际功率；再使该SVG运行在风电场进口侧恒无功模式下，分别检测该SVG在额定功率的25%、50%、75%及100%的功率下的四组实际响应时间和实际功率；再使该SVG运行在风电场进口侧恒电压模式下，分别检测该SVG在额定功率的25%、50%、75%及100%的功率下的四组实际响应时间和实际功率。以上举例所用到的模式和数值，仅是用以说明作用，而并不是用以限制本发明。
[0057]实施例二
[0058]本发明实施例还提供一种风电场静止无功发生器的参数检测系统，图3是根据本发明实施例的风电场静止无功发生器的参数检测系统的结构图，如图3所示，该参数检测系统包括:运行指令发送单元1、功率阶跃指令发送单元2、测量触发信号发送单元3、信号接收单元4及实际响应时间及实际功率生成单元5。
[0059]其中，上述运行指令发送单元1，用于向SVG控制器发送启动指令及运行模式指令，以使SVG启动并在该运行模式指令指定的运行模式下运行；该启动指令及运行模式指令发送单元I首先向SVG控制器发送启动指令和运行模式指令，并记录下发送该启动指令的时间，该运行模式指令所对应的运行模式包括=SVG设备恒无功模式、风电场进口侧恒无功模式、风电场进口侧恒电压模式。SVG控制器在接收到上述启动指令及运行模式指令后，控制SVG设备投入运行，并在该运行指令所指定的运行模式下运行(以下，以SVG设备处于SVG设备恒无功模式的运行状态下进行说明，但本发明并不限于此)。
[0060]上述功率阶跃指令发送单元2，用于向该SVG控制器发送该运行模式下的功率阶跃指令，使该SVG工作在指定的功率下；在SVG设备处于SVG设备恒无功模式的运行状态时，功率阶跃指令发送单元2向该SVG控制器发送该运行模式下的功率阶跃指令，通过功率阶跃指令使该SVG工作在该功率阶跃指令所限定的功率下工作，在本发明实施例中，该功率阶跃指令所限定的功率可以例如是分别让SVG设备在额定功率的20%、50%、75%和100%的功率下运行，也可以是根据实际的工况需求设定不同的额定功率的比例，本发明并不以此为限。
[0061]上述测量触发信号发送单元3，用于向数据采集设备发送一测量触发信号，使该数据采集设备采集所述SVG的电流信号、电压信号；在上述功率阶跃指令发送单元2向SVG设备在上述功率阶跃指令指定的功率(以下，以额定功率的50%为例，但本发明并不限于此)的同时，测量触发信号发送单元3向数据采集设备发送测量触发信号，以指示数据采集设备采集SVG设备在额定功率的50%的工况下运行时的电压信号和电流信号，其中，该电压信号包括:风电场高压主变出口的三相电压信号、SVG设备出口的电压信号，如果SVG设备配有辅助的电容器组，则上述电压信号还包括:电容器组出口的电压信号；该电流信号包括:风电场高压主变出口的三相电流信号、SVG设备出口的电流信号，如果SVG设备配有辅助的电容器组，则上述电流信号还包括:电容器组出口的电流信号。
[0062]上述信号接收单元4，用于接收该电流信号、电压信号及该数据采集设备从该SVG获取的启动时间值；通过信号接收单元4来接收由上述数据采集设备采集到的上述各种电流信号和电压信号，同时，信号接收单元4还通过数据采集设备来获取该SVG在接收到功率阶跃指令后的启动时间值。
[0063]上述参数生成单元5，用于根据该启动指令的发送时间、电流信号、电压信号及启动时间值生成实际响应时间及实际功率，图4是根据本发明实施例的参数生成单元5的结构示意图，如图4所示,该参数生成单元5具体包括:延迟时间计算模块51、参数生成模块52及实际响应时间计算模块53。
[0064]在信号接收单元4获取该SVG在接收到功率阶跃指令后的启动时间值后，延迟时间计算模块51可以根据由上述启动指令及运行模式指令发送单元I所记录的发送启动指令的时间以及信号接收单元4通过数据采集设备获取的该启动时间值，来计算出在该功率阶跃指令下发到SVG设备后，SVG设备实际启动运行时存在的传输延时，S卩:启动时间值-启动指令的发送时间=传输延时，便得到了延迟时间(传输延时);通过对获取的上述电流信号中的SVG设备出口的电流信号进行分析，上述参数生成模块52能够形成无功电流与时间的对应关系曲线图，如图2所示，在SVG电流从开始变化到有效值达到控制目标的90%时，记录对应的SVG的响应时间，由此，参数生成模块52能够获取到SVG设备的响应时间；再结合上述计算出的延迟时间，实际响应时间计算模块53可得到SVG设备的实际的响应时间，即:实际响应时间=响应时间-延迟时间。
[0065]同时，在通过数据采集设备获取到上述电流信号和电压信号后，参数生成模块52还可通过上述电流信号和电压信号的值，计算获得SVG设备的实际工作的无功功率(单位为:乏(Var))。[0066]综上所述，通过本发明的风电场静止无功发生器的参数检测系统，能够实现完全智能化、自动的操作，可以快速的完成静止无功发生器设备的功能特性检测，提高检测效率，并且通过计算设备的传输延时，可以精确的计算出SVG无功补偿设备响应指令的时间，并计算出SVG无功补偿设备的工作功率。
[0067]在一较佳实施例中，本发明的风电场静止无功发生器的参数检测系统还包括:参数判断单元6及修改单元7。
[0068]在通过参数生成单元5获取到该SVG设备的实际响应时间和实际工作的功率后，可以通过上述参数判断单元6来判断，当SVG设备在SVG设备恒无功模式下，及在额定功率的50%的工况下运行时，该SVG设备的运行状态是否符合要求。参数判断单元6的具体判断方法如下:
[0069]对于实际响应时间，判断其与一预设时间值的大小，该预设时间值可以例如是30ms，或者可根据实际工作需要调整该预设时间值的大小，本发明并不以此为限。当且仅当该实际响应时间小于该预设时间值时，该SVG设备才符合运行标准的要求。
[0070]对于实际功率，判断其与额定功率的50%的大小，如果该实际功率等于额定功率的50%，则该SVG设备符合运行标准的要求。
[0071]只有在检测的实际响应时间和实际功率都满足上述要求时，该SVG设备符合运行标准的要求。如果判断出该实际响应时间不满足小于该预设时间值的条件，或者该实际功率不满足等于额定功率的50%的条件，或者实际响应时间和实际功率都不满足上述判定条件时，则判定该SVG设备不满足标准要求，则需要通过SVG设备厂家修改设备控制方式和控制参数，例如:修改SVG设备的PI控制比例系数、电压偏差滞环参数、超调角度等，在修改了上述控制方式和控制参数后，再次通过运行指令发送单元I控制SVG设备在SVG设备恒无功模式下运行，并通过功率阶跃指令发送单元2控制SVG设备在额定功率的50%的工况下运行，并由参数生成单元5来生成新的实际响应时间及新的实际功率，并再次通过上述参数判断单元6对新的实际响应时间和新的实际功率进行判断。判断新的实际响应时间是否小于预设时间值，并且新的实际功率是否等于功率阶跃指令所指定的功率，直至新的实际响应时间小于预设时间值，并且新的实际功率等于功率阶跃指令指定的功率，此时，表明该SVG设备满足运行标准要求。
[0072]在一较佳实施例中，本发明实施例的风电场静止无功发生器的参数检测系统的上述测量触发信号发送单元3还可用于在功率阶跃指令发送单元2发送功率阶跃指令之前，先向数据采集设备发送一个测量触发信号，使该数据采集设备采集该SVG电流信号、电压信号，其中，该电压信号包括:风电场高压主变出口的三相电压信号、SVG设备出口的电压信号，如果SVG设备配有辅助的电容器组，则上述电压信号还包括:电容器组出口的电压信号；该电流信号包括:风电场高压主变出口的三相电流信号、SVG设备出口的电流信号，如果SVG设备配有辅助的电容器组，则上述电流信号还包括:电容器组出口的电流信号。
[0073]本发明实施例的风电场静止无功发生器的参数检测系统还可包括:信号完整性判断单元8，当测量触发信号发送单元3在功率阶跃指令发送单元2发送功率阶跃指令之前，先向数据采集设备发送一个测量触发信号，使该数据采集设备采集该SVG电流信号、电压信号时，该信号完整性判断单元8对上述数据采集设备采集到的电流信号和电压信号是否完整进行判断，对采集到的电流信号和电压信号是否完整进行判断是指，判断数据采集设备是否已经采集到所有的电流信号和电压信号，如果判断为已经采集到所有的电流信号和电压信号，则说明该电流信号和电压信号完整，则由功率阶跃指令发送单元2向该SVG控制器发送在SVG设备恒无功模式下的功率阶跃指令，使该SVG在额定功率的50%的工况下运行。
[0074]如果信号完整性判断单元8判断出数据采集设备并没有采集到所有的电流信号和电压信号，即数据采集设备采集到的电流信号和电压信号并不完整，则需要由上述测量触发信号发送单元3重新发送测量触发信号给数据采集设备，重新采集新的电流信号和电压信号，并由信号完整性判断单元8再次判断重新采集的电流信号和电压信号的完整性，直至判断出采集到的新的电流信号和电压信号是完整的。
[0075]需要说明的是，上文所述的运行模式和功率阶跃指令所指定的功率并非一一对应，在实际的检测过程中，是指对一个运行模式中，使SVG分别工作在功率阶跃指令对应的不同功率下的条件下，分别对该SVG的实际响应时间和实际功率进行检测。之后，再切换到下一个运行模式中，再次使SVG分别工作在功率阶跃指令对应的不同功率下，再次分别对该SVG的实际响应时间和实际功率进行检测。实际应用中，例如首先使该SVG运行在SVG设备恒无功模式下，分别检测该SVG在额定功率的25%、50%、75%及100%的功率下的四组实际响应时间和实际功率；再使该SVG运行在风电场进口侧恒无功模式下，分别检测该SVG在额定功率的25%、50%、75%及100%的功率下的四组实际响应时间和实际功率；再使该SVG运行在风电场进口侧恒电压模式下，分别检测该SVG在额定功率的25%、50%、75%及100%的功率下的四组实际响应时间和实际功率。以上举例所用到的模式和数值，仅是用以说明作用，而并不是用以限制本发明。
[0076]以下结合一实例来具体说明本发明实施例的风电场静止无功发生器的参数检测系统。
[0077]图5是SVG设备检测系统的结构图，如图5所示，SVG设备检测系统包括:SVG设备
9、计算机10、SVG控制器11及数据采集器12。
[0078]其中，上述SVG设备9包括:绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate BipolarTransistor, IGBT)支路91及电容器组92。
[0079]上述计算机10包括上位机和下位机，在本发明实施例中，通过单片机PIC18F2331芯片作为下位机的控制芯片，该芯片具有多路脉冲输出通道，具有丰富的管脚资源，同时具备增强型的USART模块，支持RS-485、RS-232等多种通信协议，并且其成本低廉。通过微芯公司专业的程序编译器，编写C语言程序代码，在程序中对将要开展的不同控制模式以及各种工况下的测试项目进行梳理，通过顺序执行的方式对各种需要测试的功能进行编排，然后通过单片机烧写器将程序代码下载到单片机中，同时编写通信协议，实现下位机与SVG控制器的通信。
[0080]在下位机内部，编写c语言程序，对下位机的基本功能进行编写，首先对下位机进行初始化，保证所有用到的内部变量和用到的单片机的管教和特殊功能模块的定义和功能分配，完成下位机的正常初始化。
[0081]实际应用中，下位机对应于上述的运行指令发送单元1、功率阶跃指令发送单元2及测量触发信号发送单元3，即，通过下位机能够实现以下功能:
[0082](I)该下位机首先向SVG控制器11发送启动指令和运行模式指令，并记录下发送该启动指令的时间，该运行模式指令所对应的运行模式包括=SVG设备恒无功模式、风电场进口侧恒无功模式、风电场进口侧恒电压模式。SVG控制器11在接收到上述启动指令及运行模式指令后，控制SVG设备投入运行，并在该运行指令所指定的运行模式下运行(以下，以SVG设备处于SVG设备恒无功模式的运行状态下进行说明，但本发明并不限于此)；
[0083](2)在SVG设备处于SVG设备恒无功模式的运行状态时，下位机向该SVG控制器11发送该运行模式下的功率阶跃指令，通过功率阶跃指令使该SVG工作在该功率阶跃指令所限定的功率下工作，在本发明实施例中，该功率阶跃指令所限定的功率可以例如是分别让SVG设备在额定功率的20%、50%、75%和100%的功率下运行，也可以是根据实际的工况需求设定不同的额定功率的比例，本发明并不以此为限；
[0084](3)在SVG控制器下发启动指令使IGBT支路功率绝缘栅双极晶体管动作时，同时通过通信协议把该启动指令的响应传输给下位机，下位机通过外部中断的方式，实现对该启动指令的捕捉，在中断程序中，下位机快速产生脉冲信号，通过脉冲信号传输给数据采集器12，以指示数据采集设器12采集SVG设备在上述功率阶跃指令指定的功率(以下以额定功率的50%为例)下运行时的电压信号和电流信号，其中，该电压信号包括:风电场高压主变出口的三相电压信号、SVG设备出口的电压信号，如果SVG设备配有辅助的电容器组92，则上述电压信号还包括:电容器组92出口的电压信号；该电流信号包括:风电场高压主变出口的三相电流信号、SVG设备出口的电流信号，如果SVG设备配有辅助的电容器组，则上述电流信号还包括:电容器组出口的电流信号。
[0085]上位机对应于上述信号接收单元4、参数生成单元5及参数判断单元6,通过上位机能够实现以下功能:
[0086](I)通过上位机来接收由上述数据采集设器12采集到的上述各种电流信号和电压信号，同时，上位机还通过数据采集设器12来获取该SVG在接收到功率阶跃指令后的启动时间值；
[0087](2)上位机在获取该SVG在接收到功率阶跃指令后的启动时间值后，可以根据由下位机所记录的发送启动指令的时间以及该启动时间值，来计算出在该功率阶跃指令下发到SVG设备后，SVG设备实际启动运行时存在的传输延时，即:启动时间值-启动指令的发送时间=传输延时，便得到了延迟时间(传输延时)；通过对获取的上述电流信号中的SVG设备出口的电流信号进行分析，上位机能够形成无功电流与时间的对应关系曲线图，如图2所示，在SVG电流从开始变化到有效值达到控制目标的90%时，记录对应的SVG的响应时间，由此，上位机能够获取到SVG设备的响应时间；再结合上述计算出的延迟时间，上位机可得到SVG设备的实际的响应时间，即:实际响应时间=响应时间-延迟时间；同时，在通过数据采集设器12获取到上述电流信号和电压信号后，上位机还可通过上述电流信号和电压信号的值，计算获得SVG设备的实际工作的无功功率(单位为:乏(Var))；
[0088](3)判断在SVG设备处于SVG设备恒无功模式下，及在额定功率的50%的工况下运行时，该SVG设备的运行状态是否符合要求。上位机对实际响应时间和实际功率的具体判断方法如下:
[0089]对于实际响应时间，判断其与一预设时间值的大小，该预设时间值可以例如是30ms，或者可根据实际工作需要调整该预设时间值的大小，本发明并不以此为限。当且仅当该实际响应时间小于该预设时间值时，该SVG设备才符合运行标准的要求。[0090]对于实际功率，判断其与额定功率的50%大小，如果该实际功率等于额定功率的50%,则该SVG设备符合运行标准的要求。
[0091]只有在检测的实际响应时间和实际功率都满足上述要求时，该SVG设备符合运行标准的要求。如果判断出该实际响应时间不满足小于该预设时间值的条件，或者该实际功率不满足等于额定功率的50%的条件，或者实际响应时间和实际功率都不满足上述判定条件时，则判定该SVG设备不满足标准要求，则需要通过SVG设备厂家修改设备控制方式和控制参数，例如:修改SVG设备的PI控制比例系数、电压偏差滞环参数、超调角度等，在修改了上述控制方式和控制参数后，再次通过下位机向SVG控制器11发送指令，控制SVG设备在SVG设备恒无功模式下运行，并通过下位机发送功率阶跃指令控制SVG设备在额定功率的50%的工况下运行，并由上位机来生成新的实际响应时间及新的实际功率，并再次通过上位机对新的实际响应时间和新的实际功率进行判断。判断新的实际响应时间是否小于预设时间值，并且新的实际功率是否等于额定功率的50%，直至新的实际响应时间小于预设时间值，并且新的实际功率等于额定功率的50%，此时，表明该SVG设备满足运行标准要求。
[0092]上述数据采集器12对应于上述数据采集设备，用于接收下位机发送的测量触发信号，并采集该SVG设备的电流信号和电压信号，将所记录的包括电流信号和电压信号的数据保存到数据采集器12本身自带的存储硬盘中，然后通过数据采集器12本身自带的数据分析功能，对记录的数据进行简单的数据处理；对数据处理之后，可通过上述信号完整性判断单元8对采集到的电流信号和电压信号是否完整进行判断，对采集到的电流信号和电压信号是否完整进行判断是指，判断数据采集器12是否已经采集到所有的电流信号和电压信号，其中，该电压信号包括:风电场高压主变出口的三相电压信号、SVG设备出口的电压信号，如果SVG设备配有辅助的电容器组，则上述电压信号还包括:电容器组出口的电压信号；该电流信号包括:风电场高压主变出口的三相电流信号、SVG设备出口的电流信号，如果SVG设备配有辅助的电容器组，则上述电流信号还包括:电容器组出口的电流信号。如果判断为数据采集器12已经采集到所有的电流信号和电压信号，则说明该电流信号和电压信号完整，则由下位机向该SVG控制器11发送在当前运行模式下(本实施例中，例如是运行在SVG设备恒无功模式)的功率阶跃指令，使该SVG工作在指定的功率(在本实施例中，例如是额定功率的50%)下；
[0093]如果通过上述信号完整性判断单元8判断出数据采集器12并没有采集到所有的电流信号和电压信号，即采集到的电流信号和电压信号并不完整，则需要由上述下位机重新发送测量触发信号给数据采集器12，重新采集包括电流信号和电压信号的数据，并由数据采集器12再次判断重新采集的电流信号和电压信号的完整性，直至判断出数据采集器12采集到的电流信号和电压信号是完整的。
[0094]本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，比如R0M/RAM、磁碟、光盘等。
[0095]以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种风电场静止无功发生器的参数检测方法，其特征在于，所述参数检测方法包括: 步骤1:向静止无功发生器控制器发送启动指令及运行模式指令，以使静止无功发生器启动并在所述运行模式指令指定的运行模式下运行； 步骤2:向所述静止无功发生器控制器发送所述运行模式下的功率阶跃指令，使所述静止无功发生器工作在指定的功率下； 步骤3:向数据采集设备发送一测量触发信号，使所述的数据采集设备采集所述静止无功发生器电流信号、电压信号； 步骤4:接收所述的电流信号、电压信号及所述数据采集设备从所述静止无功发生器获取的启动时间值； 步骤5:根据所述启动指令的发送时间、电流信号、电压信号及启动时间值生成实际响应时间及实际功率。
2.根据权利要求1所述的风电场静止无功发生器的参数检测方法，其特征在于，所述步骤5包括: 根据所述发送时间及启动时间计算延迟时间； 根据所述电流信号及电压信号生成响应时间及实际功率； 根据所述延迟时间及响应时间计算所述实际响应时间。
3.根据权利要求1或2所述的风电场静止无功发生器的参数检测方法，其特征在于，在生成所述实际响应时间及实际功率之后，所述参数检测方法还包括: 步骤6:判断所述实际响应时间是否小于预设时间值，并且所述实际功率是否等于所述指定的功率；如果否，则修改所述静止无功发生器设备的控制方式和控制参数，然后循环执行步骤2至步骤6，直至所述实际响应时间小于所述预设时间值，且所述实际功率等于所述指定的功率。
4.根据权利要求1所述的风电场静止无功发生器的参数检测方法，其特征在于，在所述步骤I之后，所述参数检测方法还包括: 步骤7:向所述数据采集设备发送另一测量触发信号，使所述的数据采集设备采集所述静止无功发生器电流信号、电压信号； 步骤8:判断所述的数据采集设备采集的所述电流信号、电压信号是否完整，如果是，执行所述步骤2。
5.根据权利要求4所述的风电场静止无功发生器的参数检测方法，其特征在于，如果所述的数据采集设备采集的所述电流信号、电压信号不完整，循环执行步骤7至步骤8，直至所述电流信号、电压信号完整。
6.根据权利要求1所述的风电场静止无功发生器的参数检测方法，其特征在于，所述运行模式包括:静止无功发生器设备恒无功模式、风电场进口侧恒无功模式、风电场进口侧恒电压模式。
7.一种风电场静止无功发生器的参数检测系统，其特征在于，所述参数检测系统包括: 运行指令发送单元，用于向静止无功发生器控制器发送启动指令及运行模式指令，以使静止无功发生器启动并在所述运行模式指令指定的运行模式下运行； 功率阶跃指令发送单元，用于向所述静止无功发生器控制器发送所述运行模式下的功率阶跃指令，使所述静止无功发生器工作在指定的功率下； 测量触发信号发送单元，用于向数据采集设备发送一测量触发信号，使所述的数据采集设备采集所述静止无功发生器的电流信号、电压信号； 信号接收单元，用于接收所述的电流信号、电压信号及所述数据采集设备从所述静止无功发生器获取的启动时间值； 参数生成单元，用于根据所述启动指令的发送时间、电流信号、电压信号及启动时间值生成实际响应时间及实际功率。
8.根据权利要求7所述的风电场静止无功发生器的参数检测系统，其特征在于，所述参数生成单元包括: 延迟时间计算模块，用于根据所述发送时间及启动时间计算延迟时间； 参数生成模块，用于根据所述电流信号及电压信号生成响应时间及实际功率； 实际响应时间计算模块，用于根据所述延迟时间及响应时间计算所述实际响应时间。
9.根据权利要求7所述的风电场静止无功发生器的参数检测系统，其特征在于，所述参数检测系统还包括: 参数判断单元，用于判断所述实际响应时间是否小于预设时间值，并且所述实际功率是否等于所述指定的功率； 修改单元，用于修改静止无功发生器设备的控制方式和控制参数。`
10.根据权利要求7所述的风电场静止无功发生器的参数检测系统，其特征在于，所述测量触发信号发送单元还用于:向所述数据采集设备发送另一测量触发信号，使所述的数据采集设备采集所述静止无功发生器电流信号、电压信号。
11.根据权利要求10所述的风电场静止无功发生器的参数检测系统，其特征在于，所述参数检测系统还包括: 信号完整性判断单元，用于判断所述的数据采集设备采集的所述电流信号、电压信号是否完整。
【文档编号】G01R31/00GK103592531SQ201310494977
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2013年10月21日 优先权日:2013年10月21日
【发明者】王玉林, 刘京波, 刘海涛, 刘辉, 周博, 吴宇辉, 崔正湃, 白恺 申请人:国家电网公司, 国网冀北电力有限公司, 华北电力科学研究院有限责任公司