CN105866592A - 动态无功补偿响应波形采集系统及采集方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种动态无功补偿响应波形采集系统及其采集方法，解决了现有技术存在的对动态无功补偿装置的响应时间的测试的第一手采样信息失真的问题。包括主变高、低压母线、集电线路、动态无功补偿装置电流互感器（7），在主变高压母线上设置有主变高压侧电压互感器（1），在主变低压母线上分别设置有主变低压侧电压互感器（2）和动态无功补偿装置电流互感器（7），集电线路依次通过断路器和集电线路电流互感器与主变高、低压母线电连接，在动态无功补偿装置电流互感器（7）的二次侧上连接有动态无功补偿装置（6），本发明通过测量动态无功补偿装置的三相输出电压和电流，从而测得其瞬时无功输出。特别适合在电网现场使用。

Description

动态无功补偿响应波形采集系统及采集方法

技术领域

本发明涉及一种动态无功补偿响应波形采集系统，特别涉及一种在电网中所接入的动态无功补偿装置对扰动源的响应波形的检测装置及检测方法。

背景技术

随着风电场大规模接入电网后大批的电力电子装置的应用，运行电网出现了一些新的问题。特别是风力发电机大规模脱网，会对电网造成严重冲击。为了保障电网系统的安全稳定运行，对风电场动态无功补偿装置的响应时间提出了新的苛刻要求。根据有关规定，风电场动态无功补偿装置的响应时间应在30毫秒以内，为了满足要求，需要对运行电网的动态无功补偿装置的响应时间进行测试，对现场安装的风电场动态无功补偿装置进行评价。现有的测试方法，仅仅是对三相电中的某一相进行扰动测试，依据单项的电流变化来估算动态无功补偿装置整体无功输出状。当动态无功补偿装置三相输出不平衡时，响应波形和响应时间的测试结果是与实际的三相无功波形及三相无功输出响应时间存在教大误差的，导致对动态无功补偿装置的响应时间测试的第一手采样信息失真。

发明内容

本发明提供了一种动态无功补偿响应波形采集系统及其采集方法，解决了现有技术存在的对动态无功补偿装置的响应时间的测试的第一手采样信息失真的问题。

本发明是通过以下技术方案解决以上技术问题的：

一种动态无功补偿响应波形采集系统，包括主变高压母线、主变低压母线、负荷最大的第一集电线路、正常运行的第二集电线路、动态无功补偿装置电流互感器和录波仪，在主变高压母线上设置有主变高压侧电压互感器，在主变低压母线上分别设置有主变低压侧电压互感器和动态无功补偿装置电流互感器，第一集电线路依次通过第一断路器和第一集电线路电流互感器与主变低压母线电连接在一起，第二集电线路依次通过第二断路器和第二集电线路电流互感器与主变低压母线电连接在一起，在动态无功补偿装置电流互感器的二次侧上连接有动态无功补偿装置，主变低压侧电压互感器的A相电压输出端与录波仪的第一电压信号采集端连接在一起，主变低压侧电压互感器的B相电压输出端与录波仪的第二电压信号采集端连接在一起，主变低压侧电压互感器的C相电压输出端与录波仪的第三电压信号采集端连接在一起，主变高压侧电压互感器的A相电压输出端与录波仪的第四电压信号采集端连接在一起；动态无功补偿装置电流互感器的A相电流输出端与录波仪的第一电流信号采集端连接在一起，动态无功补偿装置电流互感器的B相电流输出端与录波仪的第二电流信号采集端连接在一起，动态无功补偿装置电流互感器的C相电流输出端与录波仪的第三电流信号采集端连接在一起，第一集电线路电流互感器的A相电流输出端与录波仪的第四电流信号采集端连接在一起。

在录波仪上连接有响应波形分析系统。

一种动态无功补偿响应波形采集方法，包括以下步骤：

第一步、选择负荷最大的集电线路作为第一集电线路，再选择其他正常运行的一个集电线路作为第二集电线路；

第二步、将第一集电线路上的全部风机和负荷退出运行，用第一断路器将第一集电线路切断，从切断时开始计时30分钟，使第一集电线路上的各风机箱变放电完成；

第三步、将主变低压侧电压互感器的A相电压输出端与录波仪的第一电压信号采集端连接在一起，主变低压侧电压互感器的B相电压输出端与录波仪的第二电压信号采集端连接在一起，主变低压侧电压互感器的C相电压输出端与录波仪的第三电压信号采集端连接在一起，主变高压侧电压互感器的A相电压输出端与录波仪的第四电压信号采集端连接在一起；动态无功补偿装置电流互感器的A相电流输出端与录波仪的第一电流信号采集端I₁连接在一起，动态无功补偿装置电流互感器的B相电流输出端与录波仪的第二电流信号采集端连接在一起，动态无功补偿装置电流互感器的C相电流输出端与录波仪的第三电流信号采集端连接在一起，第一集电线路电流互感器的A相电流输出端与录波仪的第四电流信号采集端连接在一起；

第四步、根据第一集电线路上的电流，以录波仪的第四电流信号采集端电流波形输入为参考设置录波器为突变量触发录波，并设置录波时间为100毫秒，触发前录波时间为10毫秒；

第五步、将第一集电线路上的第一断路器合上，等待2-3分钟，完成录波采样过程；

第六步、将录波仪记录数据导入响应波形分析系统，利用记录的动态无功补偿装置三相输出电压和电流数据，基于瞬时无功计算理论，绘制出动态无功补偿装置的瞬时输出无功曲线；

第七步、将主变高压侧A相电压曲线与动态无功补偿装置的瞬时输出无功曲线绘制在同一坐标轴内，以扰动电压达到动态无功发生装置动作门槛值作为响应起点，以动态无功发生装置输出至目标值最大值的90%作为终点，以此计算动态无功补偿装置的响应时间。

本发明利用线路大容量箱变充电引起高压侧母线电压波动，模拟真实的系统无功扰动，通过单台录波仪实现了动态无功补偿装置的瞬时无功输出曲线与被控电压曲线的自然同步，最终给出了动态无功补偿装置全过程响应波形，测试准确可靠，特别适合在电网现场使用。

附图说明

图1是本发明的检测电路的结构示意图；

图2是主变高压侧A相电压曲线和动态无功补偿装置的瞬时输出无功曲线。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细说明：

一种动态无功补偿响应波形采集系统，包括主变高压母线、主变低压母线、负荷最大的第一集电线路3、正常运行的第二集电线路5、动态无功补偿装置电流互感器7和录波仪8，在主变高压母线上设置有主变高压侧电压互感器1，在主变低压母线上分别设置有主变低压侧电压互感器2和动态无功补偿装置电流互感器7，第一集电线路3依次通过第一断路器4和第一集电线路电流互感器10与主变低压母线电连接在一起，第二集电线路5依次通过第二断路器和第二集电线路电流互感器与主变低压母线电连接在一起，在动态无功补偿装置电流互感器7的二次侧上连接有动态无功补偿装置6，主变低压侧电压互感器2的A相电压输出端与录波仪8的第一电压信号采集端V₁连接在一起，主变低压侧电压互感器2的B相电压输出端与录波仪8的第二电压信号采集端V₂连接在一起，主变低压侧电压互感器2的C相电压输出端与录波仪8的第三电压信号采集端V₃连接在一起，主变高压侧电压互感器1的A相电压输出端与录波仪8的第四电压信号采集端V₄连接在一起；动态无功补偿装置电流互感器7的A相电流输出端与录波仪8的第一电流信号采集端I₁连接在一起，动态无功补偿装置电流互感器7的B相电流输出端与录波仪8的第二电流信号采集端I₂连接在一起，动态无功补偿装置电流互感器7的C相电流输出端与录波仪8的第三电流信号采集端I₃连接在一起，第一集电线路电流互感器10的A相电流输出端与录波仪8的第四电流信号采集端I₄连接在一起。

在录波仪8上连接有响应波形分析系统9。本发明通过测量动态无功补偿装置的三相输出电压和电流，从而测得其瞬时无功输出，解决了现有技术存在的单相测量导致动态无功补偿装置响应时间测试第一手采样信息的失真问题。

一种动态无功补偿响应波形采集方法，包括以下步骤：

第一步、选择负荷最大的集电线路作为第一集电线路3，再选择其他正常运行的一个集电线路作为第二集电线路5；

第二步、将第一集电线路3上的全部风机和负荷退出运行，用第一断路器4将第一集电线路3切断，从切断时开始计时30分钟，使第一集电线路3上的各风机箱变放电完成；

第三步、将主变低压侧电压互感器2的A相电压输出端与录波仪8的第一电压信号采集端V₁连接在一起，主变低压侧电压互感器2的B相电压输出端与录波仪8的第二电压信号采集端V₂连接在一起，主变低压侧电压互感器2的C相电压输出端与录波仪8的第三电压信号采集端V₃连接在一起，主变高压侧电压互感器1的A相电压输出端与录波仪8的第四电压信号采集端V₄连接在一起；动态无功补偿装置电流互感器7的A相电流输出端与录波仪8的第一电流信号采集端I₁连接在一起，动态无功补偿装置电流互感器7的B相电流输出端与录波仪8的第二电流信号采集端I₂连接在一起，动态无功补偿装置电流互感器7的C相电流输出端与录波仪8的第三电流信号采集端I₃连接在一起，第一集电线路电流互感器10的A相电流输出端与录波仪8的第四电流信号采集端I₄连接在一起；

第四步、根据第一集电线路3上的电流，以录波仪8的第四电流信号采集端I₄电流波形输入为参考设置录波器为突变量触发录波，并设置录波时间为100毫秒，触发前录波时间为10毫秒；

第五步、将第一集电线路3上的第一断路器4合上，等待2-3分钟，完成录波采样过程；

第六步、将录波仪8记录数据导入响应波形分析系统9，利用记录的动态无功补偿装置三相输出电压和电流数据，基于瞬时无功计算理论，计算出动态无功补偿装置的瞬时输出无功；

第七步、将主变高压侧A相电压曲线与动态无功补偿装置的瞬时输出无功曲线绘制在同一坐标轴内。如图2所示，以扰动电压达到动态无功发生装置动作门槛值，即图中所示电压下限临界点作为响应起点；以动态无功发生装置输出至目标值最大值的90%作为终点，以此计算动态无功补偿装置的响应时间。

Claims (3)

1.一种动态无功补偿响应波形采集系统，包括主变高压母线、主变低压母线、负荷最大的第一集电线路（3）、正常运行的第二集电线路（5）、动态无功补偿装置电流互感器（7）和录波仪（8），在主变高压母线上设置有主变高压侧电压互感器（1），在主变低压母线上分别设置有主变低压侧电压互感器（2）和动态无功补偿装置电流互感器（7），其特征在于，第一集电线路（3）依次通过第一断路器（4）和第一集电线路电流互感器（10）与主变低压母线电连接在一起，第二集电线路（5）依次通过第二断路器和第二集电线路电流互感器与主变低压母线电连接在一起，在动态无功补偿装置电流互感器（7）的二次侧上连接有动态无功补偿装置（6），主变低压侧电压互感器（2）的A相电压输出端与录波仪（8）的第一电压信号采集端（V₁）连接在一起，主变低压侧电压互感器（2）的B相电压输出端与录波仪（8）的第二电压信号采集端（V₂）连接在一起，主变低压侧电压互感器（2）的C相电压输出端与录波仪（8）的第三电压信号采集端（V₃）连接在一起，主变高压侧电压互感器（1）的A相电压输出端与录波仪（8）的第四电压信号采集端（V₄）连接在一起；动态无功补偿装置电流互感器（7）的A相电流输出端与录波仪（8）的第一电流信号采集端（I₁）连接在一起，动态无功补偿装置电流互感器（7）的B相电流输出端与录波仪（8）的第二电流信号采集端（I₂）连接在一起，动态无功补偿装置电流互感器（7）的C相电流输出端与录波仪（8）的第三电流信号采集端（I₃）连接在一起，第一集电线路电流互感器（10）的A相电流输出端与录波仪（8）的第四电流信号采集端（I₄）连接在一起。

2.根据权利要求1所述的一种动态无功补偿响应波形采集系统，其特征在于，在录波仪（8）上连接有响应波形分析系统（9）。

3.一种动态无功补偿响应波形采集方法，包括以下步骤：

第一步、选择负荷最大的集电线路作为第一集电线路（3），再选择其他正常运行的一个集电线路作为第二集电线路（5）；

第二步、将第一集电线路（3）上的全部风机和负荷退出运行，用第一断路器（4）将第一集电线路（3）切断，从切断时开始计时30分钟，使第一集电线路（3）上的各风机箱变放电完成；

第三步、将主变低压侧电压互感器（2）的A相电压输出端与录波仪（8）的第一电压信号采集端（V₁）连接在一起，主变低压侧电压互感器（2）的B相电压输出端与录波仪（8）的第二电压信号采集端（V₂）连接在一起，主变低压侧电压互感器（2）的C相电压输出端与录波仪（8）的第三电压信号采集端（V₃）连接在一起，主变高压侧电压互感器（1）的A相电压输出端与录波仪（8）的第四电压信号采集端（V₄）连接在一起；动态无功补偿装置电流互感器（7）的A相电流输出端与录波仪（8）的第一电流信号采集端I₁连接在一起，动态无功补偿装置电流互感器（7）的B相电流输出端与录波仪（8）的第二电流信号采集端（I₂）连接在一起，动态无功补偿装置电流互感器（7）的C相电流输出端与录波仪（8）的第三电流信号采集端（I₃）连接在一起，第一集电线路电流互感器（10）的A相电流输出端与录波仪（8）的第四电流信号采集端（I₄）连接在一起；

第四步、根据第一集电线路（3）上的电流，以录波仪（8）的第四电流信号采集端（I₄）电流波形输入为参考设置录波器为突变量触发录波，并设置录波时间为100毫秒，触发前录波时间为10毫秒；

第五步、将第一集电线路（3）上的第一断路器（4）合上，等待2-3分钟，完成录波采样过程；

第六步、将录波仪（8）记录数据导入响应波形分析系统（9），利用记录的动态无功补偿装置三相输出电压和电流数据，基于瞬时无功计算理论，绘制出动态无功补偿装置的瞬时输出无功曲线；

第七步、将主变高压侧A相电压曲线与动态无功补偿装置的瞬时输出无功曲线绘制在同一坐标轴内，以扰动电压达到动态无功发生装置动作门槛值作为响应起点，以动态无功发生装置输出至目标值最大值的90%作为终点，以此计算动态无功补偿装置的响应时间。