一种并网新能源场站高/低电压穿越测试系统及其应用方法与流程

本发明涉及电力系统动态监测的，尤其涉及一种并网新能源场站高/低电压穿越测试系统及其应用方法。

背景技术：

1、碳达峰、碳中和发展战略下，具有随机性、波动性特征的新能源在一次能源生产和消费中将占据主要份额。受新能源发电特性及其电力电子化特征对电网运行的影响，能源转型和发展面临着系统安全稳定运行风险突出的问题，中长期绿色低碳转型面临较大压力。近几年，电网新能源场站的风机脱网事件频发，当电网发生高/低电压大扰动时，新能源场站无法保持连续并网运行且无法支撑电网电压恢复，暴露出较弱的抗干扰能力和支撑能力。随着新能源装机的持续增长，其并网特性对电网暂态稳定的影响愈发凸显，大扰动下大规模新能源场站高/低电压穿越失败问题，将给电网安全稳定运行带来巨大风险。

2、按照2019年发布的《gb 38755-2019电力系统安全稳定导则》要求，电源及动态无功调节设备对于系统电压、频率的波动应具有一定的耐受能力，新能源场站及分布式电源的电压和频率耐受能力原则上与同步发电机组的电压和频率耐受能力一致。实际执行中，新能源场站并网运行需提供高/低电压穿越测试报告，以证明其并网机组具备高/低电压穿越合格的能力，但上述测试为型式试验，无法覆盖到新能源场站的全部机组，如何有效实时评估新能源场站的高/低电压穿越能力值得研究。因此，亟需一种能够针对新能源场站高/低电压穿越性能调度端的监测、在线测试与评估的方法。

技术实现思路

1、为了解决背景技术中不足，本发明提供了一种并网新能源场站高/低电压穿越测试系统及其应用方法，所述系统可实现并网新能源场站内单机及动态无功调节装置高/低电压穿越性能的主动在线测试与整体评价功能。

2、第一方面，本发明提供了一种并网新能源场站高/低电压穿越测试系统，包括通信模块、新能源场站高/低电压穿越测试监测模块；

3、所述新能源场站高/低电压穿越测试监测模块用于生成高/低电压穿越测试指令、模拟电压扰动信号，还用于从广域测量系统中读取同步相量测量装置采集的实时数据，计算高/低电压穿越测试性能的评价指标；

4、所述通信模块设置于新能源场站高/低电压穿越测试监测模块与子站之间，用于将新能源场站高/低电压穿越测试监测模块生成的高/低压电压穿越测试指令、模拟电压扰动信号发送给子站。

5、进一步地，还包括与所述新能源场站高/低电压穿越测试监测模块连接的可视化人机界面。

6、第二方面，本发明提供了一种基于上述所述并网新能源场站高/低电压穿越测试系统的应用方法，包括：

7、s1：主站通过并网新能源场站高/低电压穿越测试系统与子站进行通信，向子站中待测试机组下发测试信号；子站根据测试信号对待测试机组进行测试，同时同步相量测量装置采集机组测试的实时数据并发送给广域测量系统；

8、s2：并网新能源场站高/低电压穿越测试系统从广域测量系统中读取实时数据，进而实时计算高/低电压穿越测试性能评价指标。

9、所述方法基于调度端主站与新能源场站端子站的广域测量信息交互机制(即可实现主站和子站数据的交互，即主站下发测试信号，子站可上传实时数据等)，主站侧调度中心运行人员通过并网新能源场站高/低电压穿越系统下发模拟电压扰动信号数据给新能源场站内的单机或动态无功调节装置，根据调度中心和新能源场站的交互信息、模拟电压扰动信号数据、同步相量测量装置上送的实时数据，依照国家标准计算高/低电压穿越性能指标，结合高/低电压穿越性能考核要求，具备面向新能源场站开展全面的高电压穿越、低电压穿越以及低-高电压连续穿越测试的能力，并实现并网新能源场站内单机及动态无功调节装置高/低电压穿越性能的主动在线测试与整体评价功能，为调度运行人员快速掌握并实时监控并网新能源场站的高/低电压穿越能力提供便捷，积极应对大规模新能源并网运行带来的安全稳定挑战。

10、进步一地，s1的具体步骤为：

11、s11：主站向子站发送查询测试机组高/低电压穿越准备状态信号；子站接受到查询测试机组高/低电压穿越准备状态信号后，向主站返回是否可以测试的信号，当可以进行测试时，子站返回肯定确认信号；

12、s12：主站向子站发送模拟电压扰动信号数据文件；子站将模拟电压扰动信号数据文件解析为模拟电压扰动信号，解析完毕后，返回肯定确认信号；

13、s13：主站向子站发送设置机组进入高/低电压穿越测试信号；子站接收设置机组进入高/低电压穿越测试信号并发送到机组；机组接收到设置机组进入高/低电压穿越测试信号后，将机组高/低电压穿越功能切换到高/低电压穿越主动测试模式；子站向主站返回肯定确认信号；

14、s14：主站向子站发送执行机组高/低电压穿越测试信号；子站接收执行机组主动高/低电压穿越测试信号并发送到机组；机组接收到执行机组高/低电压穿越测试信号后，按照s12中的模拟电压扰动信号进行高/低电压穿越在线测试，同时向主站返回肯定确认信号；

15、s15：测试完成后，子站发送高/低电压穿越测试退出信号到机组；机组接收到高点电压穿越退出测试信号后，将机组退出高/低电压穿越主动测试模式，切换到机组正常运行模式；同时子站向主站发送高/低电压穿越退出测试信号，主站接收到高/低电压穿越退出测试信号后，判定高/低电压穿越主动测试过程是否正常。

16、进一步地，还包括：在测试过程中，主站具备随时中断高/低电压穿越测试的功能；主站在预定时间内没有收到子站返回的确认信号后，主动中断高/低电压穿越测试；子站在预定时间内没有收到主站下发的进一步测试信号后，主动中断高/低电压穿越测试。

17、进一步地，所述同步相量测量装置采集的实时数据包括机组高/低电压穿越动作信号实时数据、机组有功功率实时数据、机组无功功率实时数据、机组电压实时数据、机组电流实时数据。

18、进一步地，所述高/低电压穿越测试性能评价指标包括：高/低电压穿越实际不脱网运行时间和理论不脱网运行时间、高/低电压穿越实际贡献无功电流和理论贡献无功电流、无功电流响应时间、有功功率恢复速度中的至少一种。

19、更进一步地，s2的具体过程为：

20、并网新能源场站高/低电压穿越测试系统从广域测量系统中读取实时数据；

21、计算高/低电压穿越测试性能评价指标，包括如下所述的至少一种：

22、计算机组从高/低电压穿越开始到结束的持续时间内机组连续运行实际不脱网时间，计算机组从高/低电压穿越开始到结束的持续时间内机组应连续运行的理论不脱网时间；若机组连续运行实际不脱网时间大于或等于机组应连续运行的理论不脱网时间，则判定高/低电压穿越动作正确；否则判定高/低电压穿越动作不正确；

23、计算机组从高/低电压穿越开始到结束的持续时间内机组贡献的实际无功电流增量，计算机组从高/低电压穿越开始到结束的持续时间内机组应贡献的理论无功电流增量；若机组贡献的实际无功电流增量大于或等于机组应贡献的理论无功电流增量，则判定高/低电压穿越动作合格；否则判定高/低电压穿越动作不合格；

24、通过计算统计机组高/低电压穿越正确动作率和/或机组高/低电压穿越合格率，评价并网新能源场站对高/低电压的穿越能力。

25、有益效果

26、本发明提出了一种并网新能源场站高/低电压穿越测试系统及其应用方法，其中，所述方法基于调度端主站与新能源场站端子站的广域测量信息交互机制，通过由主站侧调度中心运行人员下发模拟电压扰动信号数据给新能源场站内的单机或动态无功调节装置，根据调度中心和新能源场站的交互信息、模拟电压扰动信号数据、同步相量测量装置上送的实时数据，依照国家标准计算高/低电压穿越性能指标，结合高/低电压穿越性能考核要求，具备面向新能源场站开展全面的高电压穿越、低电压穿越以及低-高电压连续穿越测试的能力，并实现并网新能源场站内单机及动态无功调节装置高/低电压穿越性能的主动在线测试与整体评价功能，为调度运行人员快速掌握并实时监控并网新能源场站的高/低电压穿越能力提供便捷，积极应对大规模新能源并网运行带来的安全稳定挑战。