新能源场站一次调频测试系统及方法与流程

本发明涉及一种新能源场站一次调频测试系统及方法，属于电力系统自动化技术领域。

背景技术：

随着新能源装机规模不断扩大，同时区外来电持续增长，电力系统面临转动惯量下降、频率控制困难等结构性困境，电力系统安全面临严重威胁。为防止电网发生突发大功率缺额导致低频减载动作，引发大面积停电事件，保障电网安全稳定运行，提出了新能源场站部署一次调频功能的要求。

目前，标准规范对新能源场站一次调频功能及性能都提出了要求，但是目前一次调频测试没有较好的测试技术手段。当前技术，对于一次调频测试是借助于通用的电气测试仪进行开展部分功能测试，人工配置工作量大且自动化程度低，受限测试仪器有些测试项目无法开展，缺乏成套的新能源场站一次调频测试系统解决方案。

技术实现要素：

目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种新能源场站一次调频测试系统及方法。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种新能源场站一次调频测试系统，包括如下模块：模拟量输出源、报文与录波一体化采集装置、模拟主站、通信服务端及测试交互界面端；

所述模拟量输出源，用于模拟并网点电流、电压输出，触发一次调频装置动作。

所述报文与录波一体化采集装置，用于采集并网点网络报文与故障录波。

所述模拟主站，用于加载一次调频在线监测信息模型，模拟主站以iec104或iec61850mms与一次调频装置进行信息交互，主动发起遥控及遥调指令，实时记录遥信与遥测信息。

所述通信服务端，用于加载一次调频信息点表，模拟新能源场站以iec104、modbustcp或iec61850goose与一次调频装置进行信息交互，被动响应一次调频装置发起的调节指令并反馈目标值。

所述测试交互界面端，用于根据一次调频装置测试项目调用模拟量输出源、报文与录波一体化采集装置、模拟主站、通信服务端的功能模块的接口，返回测试记录数据，自动生成测试报告。

作为优选方案，所述模拟量输出源具备模拟频率上拢及下扰过程、输出序列状态、施加无谐波与谐波模拟源、回放真实故障波形功能。

作为优选方案，所述报文与录波一体化采集装置自动解析信息提取时间戳，测试一次调频装置响应时间性能指标，具备时间同步功能，采集并网点电流电压计算有功功率及频率，记录频率变化时刻绝对时戳；通过交换机镜像口采集网络报文，根据配置信息点表自动解析报文并提取时间戳；根据工程配置信息自动计算出频率变化时刻至功率调节输出时间差。

作为优选方案，所述新能源场站设置为风机能管系统或光伏逆变器。

作为优选方案，所述报文与录波一体化采集装置采用便捷式装置。

一种新能源场站一次调频测试的方法，包括以下步骤：

步骤一、调用模拟量输出源接口输出电流及电压，并触发通信服务端信息变化，在模拟主站核对一次调频在线监测信息，得到测试结果；

步骤二、调用模拟量输出源接口输出序列变化频率，在模拟主站记录接收频率，并对接收频率与触发频率进行精度比对，得到测试结果；

步骤三、调用模拟量输出源接口输出预设的频率值，在模拟主站记录一次调频模拟频率与一次调频模拟负荷指令，根据下垂曲线计算值进行比较，得到测试结果；

步骤四、触发模拟主站下发一次调频进入测试命令，并分别下发模拟频率、一次调频增/减负荷及特性参数测试命令，实时记录反馈值形成测试记录；

步骤五、触发模拟主站下发agc调节指令，并调用模拟量输出源接口输出预设的频率值，在通信服务端记录功率调节目标值，根据agc协调策略形成测试记录；

步骤六、调用模拟量输出源接口输出预设高低穿电压值或真实的短路故障波形，在模拟主站记录一次调频相关信号值，形成测试结果；

步骤七、调用模拟量输出源接口输出预设低于x%额定功率且一次调频动作频率，在模拟主站记录一次调频相关信号，形成测试结果；x%为调整阈值；

步骤八、根据上述测试对应的测试记录自动形成测试报告。

作为优选方案，所述一次调频在线监测信息包括遥信与遥测信号。

作为优选方案，所述调整阈值设置为20%。

有益效果：本发明提供的新能源场站一次调频测试系统及方法，对新能源场站一次调频功能进行测试，可用于实验室检测与现场测试，测试手段灵活便捷，测试结果可靠。

附图说明

图1为本发明适用于风电场的测试系统的架构示意图；

图2为本发明适用于光伏电站的测试系统的架构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作更进一步的说明。

本发明提供新能源场站一次调频测试系统，包括：模拟量输出源、报文与录波一体化采集装置、模拟主站、通信服务端及测试交互界面端。具体功能如下：

模拟量输出源，用于模拟并网点电流、电压输出，触发一次调频装置动作，具备模拟频率上拢及下扰过程、输出序列状态、施加无谐波与谐波模拟源、回放真实故障波形等功能。

报文与录波一体化采集装置，用于采集并网点网络报文与故障录波，自动解析信息提取时间戳，测试一次调频装置响应时间性能指标，采用便捷式装置，具备时间同步功能，采集并网点电流电压计算有功功率及频率，记录频率变化时刻绝对时戳；通过交换机镜像口采集网络报文，根据配置信息点表自动解析报文并提取时间戳；根据工程配置信息自动计算出频率变化时刻至功率调节输出时间差。

模拟主站，用于加载一次调频在线监测信息模型，模拟主站以iec104或iec61850mms与一次调频装置进行信息交互，主动发起遥控及遥调指令，实时记录遥信与遥测信息。

通信服务端，用于加载一次调频信息点表，模拟风机能管系统或光伏逆变器（pcs）以iec104、modbustcp或iec61850goose与一次调频装置进行信息交互，被动响应一次调频装置发起的调节指令并反馈目标值。

测试交互界面端，用于根据一次调频装置测试项目调用模拟量输出源、报文与录波一体化采集装置、模拟主站、通信服务端的功能模块的接口，返回测试记录数据，自动生成测试报告。提供可视化人机交互界面。

基于上述系统，本发明提供一种新能源场站一次调频测试的方法，包括以下步骤：

步骤一、实现一次调频装置信号核对，调用模拟量输出源接口输出电流及电压，并触发通信服务端信息变化，在模拟主站核对一次调频在线监测信息，包括遥信与遥测信号；

步骤二、实现一次调频装置频率精度测试，调用模拟量输出源接口输出序列变化频率，在模拟主站记录接收频率，并对接收频率与触发频率进行精度比对；

步骤三、实现一次调频装置的一次调频功能测试，调用模拟量输出源接口输出预设的频率值，在模拟主站记录一次调频模拟频率与一次调频模拟负荷指令，根据下垂曲线计算值进行比较，得到测试结果；

步骤四、实现一次调频装置的一次调频在线监测，触发模拟主站下发一次调频进入测试命令，并分别下发模拟频率、一次调频增/减负荷及特性参数测试等命令，实时记录反馈值形成测试记录；

步骤五、实现一次调频装置的agc协调控制测试，触发模拟主站下发agc调节指令，并调用模拟量输出源接口输出预设的频率值，在通信服务端记录功率调节目标值，根据agc协调策略形成测试记录；

步骤六、实现一次调频装置的防拢测试，调用模拟量输出源接口输出预设高低穿电压值或真实的短路故障波形，在模拟主站记录一次调频相关信号值形成测试结果；

步骤七、实现一次调频装置的一次调频功能闭锁测试，调用模拟量输出源接口输出预设低于20%额定功率且一次调频动作频率，在模拟主站记录一次调频相关信号形成测试结果；

步骤八、根据上述测试对应的测试记录自动形成测试报告。

实施例：

如图1-2所示，分别对应新能源场站中风电机组，光伏机组的一次调频装置进行测试，使用时，搭建好新能源场站一次调频测试测试系统，新能源场站一次调频测试系统通过硬接线控制输出电流电压与一次调频装置相连接，通过网线与一次调频装置相连实现网络信息交互。并进行一次调频装置的各种测试项目。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。