CN110797976A - 一种适用于风电场功率控制器评估的测试平台及测试方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供的测试平台，包括：调度主站功率控制指令模拟单元用于：根据风电场的实际运行工况对风电场功率控制器下发测试指令到被测风电场功率控制器；电网与风电场模拟单元用于：根据被测风电场功率控制器下发的功率控制指令，模拟电网与风电场工作；调度主站功率控制指令模拟单元用于：通过风电场功率控制器采集所述电网与风电场模拟单元输出的电压、电流信号，并基于所述电压、电流信号以及设定的标准数据确定测试结果；被测风电场功率控制器下发的功率控制指令由被测风电场功率控制器基于测试指令制定。有效解决了风电场功率控制器功能的测试、评估不全面的问题，实现根据测试结果及相应标准，为电力系统的安全稳定运行提供可靠保障。

Description

一种适用于风电场功率控制器评估的测试平台及测试方法
技术领域
本发明涉及新能源接入与控制，具体涉及一种适用于风电场功率控制器评估的测试平台及测试方法。
背景技术
风电行业发展迅猛，并网风电场容量不断增大，2020年风电发电量要达到4200亿千瓦时，占总发电量的6％，在电力系统中所产生的影响已不容小觑，大容量的风电接入电力系统稳定运行会带来较多新的问题，因此需要风电对电网起到一定支撑作用。国家标准GB/T19963《风电场接入电力系统技术规定》中对风电场有功、无功控制能力提出了明确要求，在有功控制方面，要求具备有功功率调节能力，在无功控制方面，要求具备无功功率调节及电压控制能力。另外，随着风电在电力系统中发挥的作用越来越大，风电场满足日益严格的电力系统并网技术要求也越发重要，但是针对风电场功率控制器评估，目前的技术尚不能完成对其功能的全面测试。
在风电场功率整定层，需要风电场功率控制器根据调度指令及采集的并网点信号，调节无功补偿设备及风电机组控制系统，满足调度主站的控制目标。从控制功能角度，风电场功率控制器需要能够进行有功及频率控制、无功电压控制及异常工况处理。目前，风电场的功率控制处于尚未成熟阶段，厂家的控制器性能良莠不齐，差别较大，在正式投入运行前，对其进行测试评估有助于减少电力系统安全稳定运行隐患。
已公开发明专利CN 108073150提出了一种风电场功率控制策略的测试系统及方法，该系统及对应方法能够实时接收风电场运行信息，并根据不同功率控制策略定期发送风电场机组及无功补偿设备功率设定值至场内对应的风电机组和无功补偿装置，能够测试风电场有功/无功控制系统的性能。该平台的功率控制策略在制定模块内，相比真实控制器，内部模块如数据缓存模块及解析模块等组成结构及特性有很大不同，将会对信号延时及控制动态特性产生较大影响，另外，该系统无法应对并评估测量电气量异常、闭锁及通讯异常等复杂工况。
已公开发明专利CN 104793067提出了一种用于风电场功率调节能力和电能质量的评估系统及其评估方法，可基于风电电能质量在线监测或离线监测数据，对测试数据进行自动化处理，实现对风电场功率调节能力和电能质量的评估。该专利在功率调节能力方面仅关注了风电场有功及无功功率的变化，而风电场功率控制器的调节特性包含更多内容，对控制器的评估应从更多角度判断是否满足相关标准的要求。
发明内容
本发明提供的技术方案是：
一种适用于风电场功率控制器的测试平台，所述测试平台与被测风电场功率控制器进行通信连接，包括：
调度主站功率控制指令模拟单元、电网与风电场模拟单元；
所述调度主站功率控制指令模拟单元用于：根据风电场的实际运行工况对风电场功率控制器下发测试指令到所述被测风电场功率控制器；
所述电网与风电场模拟单元用于：根据所述被测风电场功率控制器下发的功率控制指令，模拟电网与风电场工作；
所述调度主站功率控制指令模拟单元还用于：通过风电场功率控制器采集所述电网与风电场模拟单元输出的电压、电流信号，并基于所述电压、电流信号以及设定的标准数据确定测试结果；
所述被测风电场功率控制器下发的功率控制指令由所述被测风电场功率控制器基于所述测试指令制定。
优选的，所述测试指令，包括：
根据对风电场功率控制器功能测试的内容制定的有功功率目标指令、无功功率目标指令和电压目标指令；
优选的，风电场功率控制器功能测试的内容包括：
有功及频率控制功能测试内容为：功率非受限模式、功率受限模式、一次调频模式；
无功电压控制功能测试内容为：恒电压模式、电压曲线模式、恒无功功率模式和恒功率因数模式；
异常处理功能测试内容为：电气量异常、调节指令或步长越限和通讯异常。
优选的，所述电网与风电场模拟单元，包括：电网模块、通过变压器与电网模型相连的风电机组模块和无功补偿装置模块；
所述电网模块用于：模拟由中压到高压等级的等值电网；
所述风电机组模块用于：模拟风电场中实际风电机组，所述风电机组模块数量由风电场中实际风电机组实际数量确定；
所述无功补偿装置模块用于：基于电网模块中采集的电压及电流，根据控制策略进行无功补偿。
优选的，所述电网与风电场模拟单元的模型仿真步长小于1ms，且支持的规约包括：DL/T 634.5101-2002、DL/T 634.5104-2002、MODBUS；
所述调度主站功率控制指令模拟单元支持的规约包括：DL/T 634.5101-2002、DL/T 634.5104-2002。
优选的，还包括：电平转换单元；
所述电平转换单元与电网与风电场模拟单元和被测的风电场功率控制器采用硬接线相连用于：将风电场功率控制器采集的电压、电流信号进行放大。
优选的呢，还包括：现场总线；
所述测试平台通过现场总线与被测风电场功率控制器进行通信连接。
优选的，所述调度主站功率控制指令模拟单元，包括：
功率非受限模式测试子单元、功率受限模式测试子单元、一次调频模式测试子单元、恒电压模式测试子单元、电压曲线模式测试子单元、恒无功功率模式测试子单元和恒功率因数模式测试子单元。
优选的，所述功率非受限模式测试子单元用于：
模拟风速的变化导致风电场输出功率的波动，根据采集到的三相电压和电流数据，计算风电场1min和10min有功功率变化率，判定1min和10min有功功率变化满足GB/T19963的要求；
风电场有功功率90％Pn以上运行时，模拟风电场正常停机，根据采集到的三相电压和电流数据，计算风电场1min和10min有功功率变化率，判定1min和10min有功功率变化满足GB/T 19963的要求；
风电场风况满足有功功率90％Pn以上运行条件，启动风电场并网，根据采集到的三相电压和电流数据，计算风电场1min和10min有功功率变化率，判定1min和10min有功功率变化满足GB/T 19963的要求；
优选的，所述功率受限模式测试子单元用于：
风电场风况满足有功功率90％Pn以上运行条件，维持风速不变，按照有功功率80％Pn、60％Pn、40％Pn、20％Pn、40％Pn、60％Pn、80％Pn的顺序依次下发控制目标指令，根据采集到的三相电压和电流，计算有功功率控制响应时间、控制精度；
风电场风况满足有功功率90％Pn以上运行条件，维持有功功率目标不变，模拟风速的变化导致有功功率变化，根据采集到的三相电压和电流，计算有功功率控制响应时间、控制精度；
优选的，所述一次调频模式测试子单元用于：
风电场有功采用功率非受限模式，在有功功率30％Pn以下、90％Pn以上两种情况下，模拟电网频率发生偏移，根据采集到的三相电压和电流，计算一次调频响应时间、一次调频功率增发量、一次调频支撑时间及一次调频动作死区；
风电场有功采用功率受限模式，在有功功率20％Pn、40％Pn、60％Pn、80％Pn四种输出工况下，模拟电网频率发生偏移，根据采集到的三相电压和电流，计算一次调频响应时间、一次调频功率增发量、一次调频支撑时间及一次调频动作死区；
优选的，所述恒电压模式测试子单元用于：
风电场在30％Pn以下、90％Pn以上两种有功出力下，以风电场并网点电压为控制目标，设置不同控制目标电压值，根据采集到的三相电压和电流，计算电压控制响应时间、控制精度，并记录电压调整过程中风电场有功功率、无功功率；
风电场在30％Pn以下、90％Pn以上两种有功出力下，保持风电场并网点电压不变，模拟风电场有功功率波动导致并网点电压的波动，根据采集到的三相电压和电流，计算电压控制响应时间、控制精度，并记录电压调整过程中风电场有功功率、无功功率；
优选的，所述电压曲线模式测试子单元用于：
设置风电场为电压曲线控制模式，在30％Pn以下、90％Pn以上两种有功出力下，模拟风电场有功功率波动导致并网点电压波动至电压控制曲线范围之外，根据采集到的三相电压和电流，计算电压控制响应时间、控制精度，并记录电压调整过程中风电场并网点电压及有功功率、无功功率；
优选的，所述恒无功功率模式测试子单元用于：
设置风电场为恒无功功率控制模式，在30％Pn以下、90％Pn以上两种有功出力下，调节无功功率控制目标，根据采集到的三相电压和电流，计算无功功率控制响应时间、控制精度；
设置风电场为恒无功功率控制模式，在30％Pn以下、90％Pn以上两种有功出力下，模拟风电场有功功率波动，根据采集到的三相电压和电流，计算风电场无功功率变化情况；
优选的，所述恒功率因数模式测试子单元用于：
设置风电场为恒功率因数控制模式，在30％Pn以下、90％Pn以上两种有功出力下，模拟风电场有功功率波动，根据采集到的三相电压和电流，计算风电场功率因数的变化情况；
所述电气量异常时，闭锁对应的有功、无功功率输出，并告警；
所述功率调节指令或调节步长越限时，该指令不执行，有功、无功功率指令维持不变；
所述通讯异常时，闭锁对应的有功、无功功率输出，并告警。
一种适用于风电场功率控制器的测试方法，包括：
调度主站功率控制指令模拟单元向被测风电场功率控制器下发测试指令；
所述被测风电场功率控制器基于所述测试指令制定功率控制指令并发送至电网与风电场模拟单元；
所述风电场模拟单元基于所述风电场功率控制器所下发的功率控制指令，模拟电网与风电场工作；
调度主站功率控制指令模拟单元基于所述被测风电场功率控制器采集电网与风电场模拟单元的电压、电流信号及设定的标准数确定测试结果。
优选的，所述被测风电场功率控制器采集电网与风电场模拟单元的电压、电流信号为经过电平转换单元放大的电压、电流信号。
优选的，调度主站功率控制指令模拟单元向被测风电场功率控制器下发测试指令，包括：
所述调度主站功率控制指令模拟单元针对风电场功率控制器功能测试的内容制定的有功功率目标指令、无功功率目标指令和电压目标指令；
其中，风电场功率控制器功能测试的内容包括：
有功及频率控制功能测试内容为：功率非受限模式、功率受限模式、一次调频模式；
无功电压控制功能测试内容为：恒电压模式、电压曲线模式、恒无功功率模式和恒功率因数模式；
异常处理功能测试内容为：电气量异常、调节指令或步长越限和通讯异常。
优选的，所述功率非受限模式，包括：
模拟风速的变化导致风电场输出功率的波动，根据采集到的三相电压和电流数据，计算风电场1min和10min有功功率变化率，判定1min和10min有功功率变化满足GB/T19963的要求；
风电场有功功率90％Pn以上运行时，模拟风电场正常停机，根据采集到的三相电压和电流数据，计算风电场1min和10min有功功率变化率，判定1min和10min有功功率变化满足GB/T 19963的要求；
风电场风况满足有功功率90％Pn以上运行条件，启动风电场并网，根据采集到的三相电压和电流数据，计算风电场1min和10min有功功率变化率，判定1min和10min有功功率变化满足GB/T 19963的要求。
优选的，所述功率受限模式，包括：
风电场风况满足有功功率90％Pn以上运行条件，维持风速不变，按照有功功率80％Pn、60％Pn、40％Pn、20％Pn、40％Pn、60％Pn、80％Pn的顺序依次下发控制目标指令，根据采集到的三相电压和电流，计算有功功率控制响应时间、控制精度；
风电场风况满足有功功率90％Pn以上运行条件，维持有功功率目标不变，模拟风速的变化导致有功功率变化，根据采集到的三相电压和电流，计算有功功率控制响应时间、控制精度。
优选的，所述一次调频模式，包括：
风电场有功采用功率非受限模式，在有功功率30％Pn以下、90％Pn以上两种情况下，模拟电网频率发生偏移，根据采集到的三相电压和电流，计算一次调频响应时间、一次调频功率增发量、一次调频支撑时间及一次调频动作死区；
风电场有功采用功率受限模式，在有功功率20％Pn、40％Pn、60％Pn、80％Pn四种输出工况下，模拟电网频率发生偏移，根据采集到的三相电压和电流，计算一次调频响应时间、一次调频功率增发量、一次调频支撑时间及一次调频动作死区。
优选的，所述恒电压模式，包括：
风电场在30％Pn以下、90％Pn以上两种有功出力下，以风电场并网点电压为控制目标，设置不同控制目标电压值，根据采集到的三相电压和电流，计算电压控制响应时间、控制精度，并记录电压调整过程中风电场有功功率、无功功率；
风电场在30％Pn以下、90％Pn以上两种有功出力下，保持风电场并网点电压不变，模拟风电场有功功率波动导致并网点电压的波动，根据采集到的三相电压和电流，计算电压控制响应时间、控制精度，并记录电压调整过程中风电场有功功率、无功功率。
优选的，所述电压曲线模式，包括：
设置风电场为电压曲线控制模式，在30％Pn以下、90％Pn以上两种有功出力下，模拟风电场有功功率波动导致并网点电压波动至电压控制曲线范围之外，根据采集到的三相电压和电流，计算电压控制响应时间、控制精度，并记录电压调整过程中风电场并网点电压及有功功率、无功功率。
优选的，所述恒无功功率模式，包括：
设置风电场为恒无功功率控制模式，在30％Pn以下、90％Pn以上两种有功出力下，调节无功功率控制目标，根据采集到的三相电压和电流，计算无功功率控制响应时间、控制精度；
设置风电场为恒无功功率控制模式，在30％Pn以下、90％Pn以上两种有功出力下，模拟风电场有功功率波动，根据采集到的三相电压和电流，计算风电场无功功率变化情况。
优选的，所述恒功率因数模式，包括：
设置风电场为恒功率因数控制模式，在30％Pn以下、90％Pn以上两种有功出力下，模拟风电场有功功率波动，根据采集到的三相电压和电流，计算风电场功率因数的变化情况。
优选的，所述电气量异常时，闭锁对应的有功、无功功率输出，并告警；
所述功率调节指令或调节步长越限时，该指令不执行，有功、无功功率指令维持不变；
所述通讯异常时，闭锁对应的有功、无功功率输出，并告警。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1、本发明提供的一种适用于风电场功率控制器的测试平台，所述测试平台与被测风电场功率控制器进行通信连接，包括：调度主站功率控制指令模拟单元、电网与风电场模拟单元；所述调度主站功率控制指令模拟单元用于：根据风电场的实际运行工况对风电场功率控制器下发测试指令到所述被测风电场功率控制器；所述电网与风电场模拟单元用于：根据所述被测风电场功率控制器下发的功率控制指令，模拟电网与风电场工作；所述调度主站功率控制指令模拟单元还用于：通过风电场功率控制器采集所述电网与风电场模拟单元输出的电压、电流信号，并基于所述电压、电流信号以及设定的标准数据确定测试结果；所述被测风电场功率控制器下发的功率控制指令由所述被测风电场功率控制器基于所述测试指令制定。本发明提供的技术方案有效解决了针对风电场功率控制器功能的测试、评估不够全面的问题，实现根据测试结果及相应标准，完善控制器的性能指标，为电力系统的安全稳定运行提供可靠保障。
2、本专利提供了一种测试平台，能够适应不同风电场功率控制器进行功能测试，且被测对象与测试平台的连接与现场保持一致，方便快捷，确保在投运前控制器的性能设计满足标准要求。
附图说明
图1为本发明的一种适用于风电场功率控制器的测试平台结构示意图；
图2为本发明的风电场功率控制器功能测试内容示意图；
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合说明书附图和实例对本发明的内容做进一步的说明。
实施例1：
基于目前的技术缺陷，本发明提供的一种适用于风电场功率控制器评估的测试平台如图1所示，其改进之处在于风电场功率控制器不需要进行任何改动，作为一个整体进行测试，主要包括调度主站功率控制指令模拟单元、电网与风电场模拟单元、电平转换单元等。
所述调度主站功率控制指令模拟单元，下发风电场有功及频率、无功电压控制目标，能够满足支持有功功率、无功功率、电压目标以增量值(或绝对值)方式下发；支持DL/T634.5101-2002、DL/T 634.5104-2002等规约。
所述电网与风电场模拟单元，主要包括风电机组模块、无功补偿装置及电网模块，其中，电网模块需要模拟由中压到高压等级的等值电网，根据风电场中风电机组的实际数量在风电机组模块中建立风电场模型，无功补偿装置基于在电网模块中采集的电压及电流，根据控制策略进行无功补偿。电网与风电场模拟单元的模型仿真步长需要小于1ms，能够支持DL/T 634.5101-2002、DL/T 634.5104-2002、MODBUS等规约。
所述电平转换单元，实现测试平台与风电场功率控制器之间的信号接口匹配，将电网与风电场模拟单元的信号放大后接入风电场功率控制器，需要满足电压输出≥3路，电压范围0-100V，测量误差≤0.2％；电流输出≥3路，电流范围0-5A/1A，测量误差≤0.2％。
风电场功率控制器利用事先设定的通讯规约，实现与测试平台中的调度主站功率控制指令模拟单元的信息交互，获得指令并系统状态信号；利用事先设定的通讯规约实现与测试平台中的电网与风电场模拟单元的信息交互，进行指令的下发及状态信号的采集。
本发明提供一种基于上述测试平台的风电场功率控制器测试方法，其改进之处在于从多个角度实现对控制器性能的测试及评估，测试内容如图2所示包括有功及频率控制功能测试、无功电压控制功能及异常处理功能。
有功及频率控制功能测试的具体步骤为：
(1)功率非受限模式测试
1)模拟风速的变化导致风电场输出功率的波动，根据采集到的三相电压和电流数据，计算风电场1min和10min有功功率变化率，判定1min和10min有功功率变化满足GB/T19963的要求；
2)风电场有功功率90％Pn(Pn为风电场额定功率，以下同)以上运行时，模拟风电场正常停机，根据采集到的三相电压和电流数据，计算风电场1min和10min有功功率变化率，判定1min和10min有功功率变化满足GB/T 19963的要求；
3)风电场风况满足有功功率90％Pn以上运行条件，启动风电场并网，根据采集到的三相电压和电流数据，计算风电场1min和10min有功功率变化率，判定1min和10min有功功率变化满足GB/T 19963的要求；
(2)功率受限模式测试
1)风电场风况满足有功功率90％Pn以上运行条件，维持风速不变，按照有功功率80％Pn、60％Pn、40％Pn、20％Pn、40％Pn、60％Pn、80％Pn的顺序依次下发控制目标指令，根据采集到的三相电压和电流，计算有功功率控制响应时间、控制精度；
2)风电场风况满足有功功率90％Pn以上运行条件，维持有功功率目标不变，模拟风速的变化导致有功功率变化，根据采集到的三相电压和电流，计算有功功率控制响应时间、控制精度；
(3)一次调频模式
1)风电场有功采用功率非受限模式，在有功功率30％Pn以下、90％Pn以上两种情况下，模拟电网频率发生偏移，根据采集到的三相电压和电流，计算一次调频响应时间、一次调频功率增发量、一次调频支撑时间及一次调频动作死区；
2)风电场有功采用功率受限模式，在有功功率20％Pn、40％Pn、60％Pn、80％Pn四种输出工况下，模拟电网频率发生偏移，根据采集到的三相电压和电流，计算一次调频响应时间、一次调频功率增发量、一次调频支撑时间及一次调频动作死区；
无功电压控制功能测试的具体步骤为：
(1)恒电压模式
1)风电场在30％Pn以下、90％Pn以上两种有功出力下，以风电场并网点电压为控制目标，设置不同控制目标电压值，根据采集到的三相电压和电流，计算电压控制响应时间、控制精度，并记录电压调整过程中风电场有功功率、无功功率；
2)风电场在30％Pn以下、90％Pn以上两种有功出力下，保持风电场并网点电压不变，模拟风电场有功功率波动导致并网点电压的波动，根据采集到的三相电压和电流，计算电压控制响应时间、控制精度，并记录电压调整过程中风电场有功功率、无功功率；
(2)电压曲线模式设置风电场为电压曲线控制模式，在30％Pn以下、90％Pn以上两种有功出力下，模拟风电场有功功率波动导致并网点电压波动至电压控制曲线范围之外，根据采集到的三相电压和电流，计算电压控制响应时间、控制精度，并记录电压调整过程中风电场并网点电压及有功功率、无功功率；
(3)恒无功功率模式
1)设置风电场为恒无功功率控制模式，在30％Pn以下、90％Pn以上两种有功出力下，调节无功功率控制目标，根据采集到的三相电压和电流，计算无功功率控制响应时间、控制精度；
2)设置风电场为恒无功功率控制模式，在30％Pn以下、90％Pn以上两种有功出力下，模拟风电场有功功率波动，根据采集到的三相电压和电流，计算风电场无功功率变化情况；
(4)恒功率因数模式设置风电场为恒功率因数控制模式，在30％Pn以下、90％Pn以上两种有功出力下，模拟风电场有功功率波动，根据采集到的三相电压和电流，计算风电场功率因数的变化情况；
异常处理功能的具体步骤为：
(1)测量电气量异常时，闭锁对应的有功、无功功率输出，并告警；
(2)功率调节指令或调节步长越限时，该指令不执行，有功、无功功率指令维持不变；
(3)通讯异常时，闭锁对应的有功、无功功率输出，并告警。
实施例2：
基于同一种发明构思，本发明还提供了一种适用于风电场功率控制器的测试方法，包括：
调度主站功率控制指令模拟单元向被测风电场功率控制器下发测试指令；
所述被测风电场功率控制器基于所述测试指令制定功率控制指令并发送至电网与风电场模拟单元；
所述风电场模拟单元基于所述风电场功率控制器所下发的功率控制指令，模拟电网与风电场工作；
调度主站功率控制指令模拟单元基于所述被测风电场功率控制器采集电网与风电场模拟单元的电压、电流信号及设定的标准数确定测试结果。
所述被测风电场功率控制器采集电网与风电场模拟单元的电压、电流信号为经过电平转换单元放大的电压、电流信号。
调度主站功率控制指令模拟单元向被测风电场功率控制器下发测试指令，包括：
所述调度主站功率控制指令模拟单元针对风电场功率控制器功能测试的内容制定的有功功率目标指令、无功功率目标指令和电压目标指令；
其中，风电场功率控制器功能测试的内容包括：
有功及频率控制功能测试内容为：功率非受限模式、功率受限模式、一次调频模式；
无功电压控制功能测试内容为：恒电压模式、电压曲线模式、恒无功功率模式和恒功率因数模式；
异常处理功能测试内容为：电气量异常、调节指令或步长越限和通讯异常。
所述功率非受限模式，包括：
模拟风速的变化导致风电场输出功率的波动，根据采集到的三相电压和电流数据，计算风电场1min和10min有功功率变化率，判定1min和10min有功功率变化满足GB/T19963的要求；
风电场有功功率90％Pn以上运行时，模拟风电场正常停机，根据采集到的三相电压和电流数据，计算风电场1min和10min有功功率变化率，判定1min和10min有功功率变化满足GB/T 19963的要求；
风电场风况满足有功功率90％Pn以上运行条件，启动风电场并网，根据采集到的三相电压和电流数据，计算风电场1min和10min有功功率变化率，判定1min和10min有功功率变化满足GB/T 19963的要求。
所述功率受限模式，包括：
风电场风况满足有功功率90％Pn以上运行条件，维持风速不变，按照有功功率80％Pn、60％Pn、40％Pn、20％Pn、40％Pn、60％Pn、80％Pn的顺序依次下发控制目标指令，根据采集到的三相电压和电流，计算有功功率控制响应时间、控制精度；
风电场风况满足有功功率90％Pn以上运行条件，维持有功功率目标不变，模拟风速的变化导致有功功率变化，根据采集到的三相电压和电流，计算有功功率控制响应时间、控制精度。
所述一次调频模式，包括：
风电场有功采用功率非受限模式，在有功功率30％Pn以下、90％Pn以上两种情况下，模拟电网频率发生偏移，根据采集到的三相电压和电流，计算一次调频响应时间、一次调频功率增发量、一次调频支撑时间及一次调频动作死区；
风电场有功采用功率受限模式，在有功功率20％Pn、40％Pn、60％Pn、80％Pn四种输出工况下，模拟电网频率发生偏移，根据采集到的三相电压和电流，计算一次调频响应时间、一次调频功率增发量、一次调频支撑时间及一次调频动作死区。
所述恒电压模式，包括：
风电场在30％Pn以下、90％Pn以上两种有功出力下，以风电场并网点电压为控制目标，设置不同控制目标电压值，根据采集到的三相电压和电流，计算电压控制响应时间、控制精度，并记录电压调整过程中风电场有功功率、无功功率；
风电场在30％Pn以下、90％Pn以上两种有功出力下，保持风电场并网点电压不变，模拟风电场有功功率波动导致并网点电压的波动，根据采集到的三相电压和电流，计算电压控制响应时间、控制精度，并记录电压调整过程中风电场有功功率、无功功率。
所述电压曲线模式，包括：
设置风电场为电压曲线控制模式，在30％Pn以下、90％Pn以上两种有功出力下，模拟风电场有功功率波动导致并网点电压波动至电压控制曲线范围之外，根据采集到的三相电压和电流，计算电压控制响应时间、控制精度，并记录电压调整过程中风电场并网点电压及有功功率、无功功率。
所述恒无功功率模式，包括：
设置风电场为恒无功功率控制模式，在30％Pn以下、90％Pn以上两种有功出力下，调节无功功率控制目标，根据采集到的三相电压和电流，计算无功功率控制响应时间、控制精度；
设置风电场为恒无功功率控制模式，在30％Pn以下、90％Pn以上两种有功出力下，模拟风电场有功功率波动，根据采集到的三相电压和电流，计算风电场无功功率变化情况。
所述恒功率因数模式，包括：
设置风电场为恒功率因数控制模式，在30％Pn以下、90％Pn以上两种有功出力下，模拟风电场有功功率波动，根据采集到的三相电压和电流，计算风电场功率因数的变化情况；
所述电气量异常时，闭锁对应的有功、无功功率输出，并告警；
所述功率调节指令或调节步长越限时，该指令不执行，有功、无功功率指令维持不变；
所述通讯异常时，闭锁对应的有功、无功功率输出，并告警。
显然，所描述的实施例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做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，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，均包含在申请待批的本发明的权利要求范围之内。

Claims (26)

1.一种适用于风电场功率控制器的测试平台，其特征在于，所述测试平台与被测风电场功率控制器进行通信连接，包括：
调度主站功率控制指令模拟单元、电网与风电场模拟单元；
所述调度主站功率控制指令模拟单元用于：根据风电场的实际运行工况对风电场功率控制器下发测试指令到所述被测风电场功率控制器；
所述电网与风电场模拟单元用于：根据所述被测风电场功率控制器下发的功率控制指令，模拟电网与风电场工作；
所述调度主站功率控制指令模拟单元还用于：通过风电场功率控制器采集所述电网与风电场模拟单元输出的电压、电流信号，并基于所述电压、电流信号以及设定的标准数据确定测试结果；
所述被测风电场功率控制器下发的功率控制指令由所述被测风电场功率控制器基于所述测试指令制定。
2.如权利要求1所述的一种适用于风电场功率控制器的测试平台，其特征在于，所述测试指令，包括：
根据对风电场功率控制器功能测试的内容制定的有功功率目标指令、无功功率目标指令和电压目标指令。
3.如权利要求2所述的一种适用于风电场功率控制器的测试平台，其特征在于，风电场功率控制器功能测试的内容包括：
有功及频率控制功能测试内容为：功率非受限模式、功率受限模式、一次调频模式；
无功电压控制功能测试内容为：恒电压模式、电压曲线模式、恒无功功率模式和恒功率因数模式；
异常处理功能测试内容为：电气量异常、调节指令或步长越限和通讯异常。
4.如权利要求1所述的一种适用于风电场功率控制器的测试平台，其特征在于，所述电网与风电场模拟单元，包括：电网模块、通过变压器与电网模型相连的风电机组模块和无功补偿装置模块；
所述电网模块用于：模拟由中压到高压等级的等值电网；
所述风电机组模块用于：模拟风电场中实际风电机组，所述风电机组模块数量由风电场中实际风电机组实际数量确定；
所述无功补偿装置模块用于：基于电网模块中采集的电压及电流，根据控制策略进行无功补偿。
5.如权利要求1所述的一种适用于风电场功率控制器的测试平台，其特征在于，所述电网与风电场模拟单元的模型仿真步长小于1ms，且支持的规约包括：DL/T 634.5101-2002、DL/T 634.5104-2002、MODBUS；
所述调度主站功率控制指令模拟单元支持的规约包括：DL/T 634.5101-2002、DL/T634.5104-2002。
6.如权利要求1所述的一种适用于风电场功率控制器的测试平台，其特征在于，还包括：电平转换单元；
所述电平转换单元与电网与风电场模拟单元和被测的风电场功率控制器采用硬接线相连用于：将风电场功率控制器采集的电压、电流信号进行放大。
7.如权利要求1所述的一种适用于风电场功率控制器的测试平台，其特征在于，还包括：现场总线；
所述测试平台通过现场总线与被测风电场功率控制器进行通信连接。
8.如权利要求1所述的一种适用于风电场功率控制器的测试平台，其特征在于，所述调度主站功率控制指令模拟单元，包括：
功率非受限模式测试子单元、功率受限模式测试子单元、一次调频模式测试子单元、恒电压模式测试子单元、电压曲线模式测试子单元、恒无功功率模式测试子单元和恒功率因数模式测试子单元。
9.如权利要求8所述的一种适用于风电场功率控制器的测试平台，其特征在于，所述功率非受限模式测试子单元用于：
模拟风速的变化导致风电场输出功率的波动，根据采集到的三相电压和电流数据，计算风电场1min和10min有功功率变化率，判定1min和10min有功功率变化满足GB/T 19963的要求；
风电场有功功率90％Pn以上运行时，模拟风电场正常停机，根据采集到的三相电压和电流数据，计算风电场1min和10min有功功率变化率，判定1min和10min有功功率变化满足GB/T 19963的要求；
风电场风况满足有功功率90％Pn以上运行条件，启动风电场并网，根据采集到的三相电压和电流数据，计算风电场1min和10min有功功率变化率，判定1min和10min有功功率变化满足GB/T 19963的要求。
10.如权利要求8所述的一种适用于风电场功率控制器的测试平台，其特征在于，所述功率受限模式测试子单元用于：
风电场风况满足有功功率90％Pn以上运行条件，维持风速不变，按照有功功率80％Pn、60％Pn、40％Pn、20％Pn、40％Pn、60％Pn、80％Pn的顺序依次下发控制目标指令，根据采集到的三相电压和电流，计算有功功率控制响应时间、控制精度；
风电场风况满足有功功率90％Pn以上运行条件，维持有功功率目标不变，模拟风速的变化导致有功功率变化，根据采集到的三相电压和电流，计算有功功率控制响应时间、控制精度。
11.如权利要求8所述的一种适用于风电场功率控制器的测试平台，其特征在于，所述一次调频模式测试子单元用于：
风电场有功采用功率非受限模式，在有功功率30％Pn以下、90％Pn以上两种情况下，模拟电网频率发生偏移，根据采集到的三相电压和电流，计算一次调频响应时间、一次调频功率增发量、一次调频支撑时间及一次调频动作死区；
风电场有功采用功率受限模式，在有功功率20％Pn、40％Pn、60％Pn、80％Pn四种输出工况下，模拟电网频率发生偏移，根据采集到的三相电压和电流，计算一次调频响应时间、一次调频功率增发量、一次调频支撑时间及一次调频动作死区。
12.如权利要求8所述的一种适用于风电场功率控制器的测试平台，其特征在于，所述恒电压模式测试子单元用于：
风电场在30％Pn以下、90％Pn以上两种有功出力下，以风电场并网点电压为控制目标，设置不同控制目标电压值，根据采集到的三相电压和电流，计算电压控制响应时间、控制精度，并记录电压调整过程中风电场有功功率、无功功率；
风电场在30％Pn以下、90％Pn以上两种有功出力下，保持风电场并网点电压不变，模拟风电场有功功率波动导致并网点电压的波动，根据采集到的三相电压和电流，计算电压控制响应时间、控制精度，并记录电压调整过程中风电场有功功率、无功功率。
13.如权利要求8所述的一种适用于风电场功率控制器的测试平台，其特征在于，所述电压曲线模式测试子单元用于：
设置风电场为电压曲线控制模式，在30％Pn以下、90％Pn以上两种有功出力下，模拟风电场有功功率波动导致并网点电压波动至电压控制曲线范围之外，根据采集到的三相电压和电流，计算电压控制响应时间、控制精度，并记录电压调整过程中风电场并网点电压及有功功率、无功功率。
14.如权利要求8所述的一种适用于风电场功率控制器的测试平台，其特征在于，所述恒无功功率模式测试子单元用于：
设置风电场为恒无功功率控制模式，在30％Pn以下、90％Pn以上两种有功出力下，调节无功功率控制目标，根据采集到的三相电压和电流，计算无功功率控制响应时间、控制精度；
设置风电场为恒无功功率控制模式，在30％Pn以下、90％Pn以上两种有功出力下，模拟风电场有功功率波动，根据采集到的三相电压和电流，计算风电场无功功率变化情况。
15.如权利要求8所述的一种适用于风电场功率控制器的测试平台，其特征在于，所述恒功率因数模式测试子单元用于：
设置风电场为恒功率因数控制模式，在30％Pn以下、90％Pn以上两种有功出力下，模拟风电场有功功率波动，根据采集到的三相电压和电流，计算风电场功率因数的变化情况；
所述电气量异常时，闭锁对应的有功、无功功率输出，并告警；
所述功率调节指令或调节步长越限时，该指令不执行，有功、无功功率指令维持不变；
所述通讯异常时，闭锁对应的有功、无功功率输出，并告警。
16.一种适用于风电场功率控制器的测试方法，其特征在于，包括：
调度主站功率控制指令模拟单元向被测风电场功率控制器下发测试指令；
所述被测风电场功率控制器基于所述测试指令制定功率控制指令并发送至电网与风电场模拟单元；
所述风电场模拟单元基于所述风电场功率控制器所下发的功率控制指令，模拟电网与风电场工作；
调度主站功率控制指令模拟单元基于所述被测风电场功率控制器采集电网与风电场模拟单元的电压、电流信号及设定的标准数确定测试结果。
17.如权利要求16所述的一种适用于风电场功率控制器的测试方法，其特征在于，所述被测风电场功率控制器采集电网与风电场模拟单元的电压、电流信号为经过电平转换单元放大的电压、电流信号。
18.如权利要求17所述的一种适用于风电场功率控制器的测试方法，其特征在于，调度主站功率控制指令模拟单元向被测风电场功率控制器下发测试指令，包括：
所述调度主站功率控制指令模拟单元针对风电场功率控制器功能测试的内容制定的有功功率目标指令、无功功率目标指令和电压目标指令；
其中，风电场功率控制器功能测试的内容包括：
有功及频率控制功能测试内容为：功率非受限模式、功率受限模式、一次调频模式；
无功电压控制功能测试内容为：恒电压模式、电压曲线模式、恒无功功率模式和恒功率因数模式；
异常处理功能测试内容为：电气量异常、调节指令或步长越限和通讯异常。
19.如权利要求18所述的一种适用于风电场功率控制器的测试方法，其特征在于，所述功率非受限模式，包括：
模拟风速的变化导致风电场输出功率的波动，根据采集到的三相电压和电流数据，计算风电场1min和10min有功功率变化率，判定1min和10min有功功率变化满足GB/T 19963的要求；
风电场有功功率90％Pn以上运行时，模拟风电场正常停机，根据采集到的三相电压和电流数据，计算风电场1min和10min有功功率变化率，判定1min和10min有功功率变化满足GB/T 19963的要求；
风电场风况满足有功功率90％Pn以上运行条件，启动风电场并网，根据采集到的三相电压和电流数据，计算风电场1min和10min有功功率变化率，判定1min和10min有功功率变化满足GB/T 19963的要求。
20.如权利要求18所述的一种适用于风电场功率控制器的测试方法，其特征在于，所述功率受限模式，包括：
风电场风况满足有功功率90％Pn以上运行条件，维持风速不变，按照有功功率80％Pn、60％Pn、40％Pn、20％Pn、40％Pn、60％Pn、80％Pn的顺序依次下发控制目标指令，根据采集到的三相电压和电流，计算有功功率控制响应时间、控制精度；
风电场风况满足有功功率90％Pn以上运行条件，维持有功功率目标不变，模拟风速的变化导致有功功率变化，根据采集到的三相电压和电流，计算有功功率控制响应时间、控制精度。
21.如权利要求18所述的一种适用于风电场功率控制器的测试方法，其特征在于，所述一次调频模式，包括：
风电场有功采用功率非受限模式，在有功功率30％Pn以下、90％Pn以上两种情况下，模拟电网频率发生偏移，根据采集到的三相电压和电流，计算一次调频响应时间、一次调频功率增发量、一次调频支撑时间及一次调频动作死区；
风电场有功采用功率受限模式，在有功功率20％Pn、40％Pn、60％Pn、80％Pn四种输出工况下，模拟电网频率发生偏移，根据采集到的三相电压和电流，计算一次调频响应时间、一次调频功率增发量、一次调频支撑时间及一次调频动作死区。
22.如权利要求18所述的一种适用于风电场功率控制器的测试方法，其特征在于，所述恒电压模式，包括：
风电场在30％Pn以下、90％Pn以上两种有功出力下，以风电场并网点电压为控制目标，设置不同控制目标电压值，根据采集到的三相电压和电流，计算电压控制响应时间、控制精度，并记录电压调整过程中风电场有功功率、无功功率；
风电场在30％Pn以下、90％Pn以上两种有功出力下，保持风电场并网点电压不变，模拟风电场有功功率波动导致并网点电压的波动，根据采集到的三相电压和电流，计算电压控制响应时间、控制精度，并记录电压调整过程中风电场有功功率、无功功率。
23.如权利要求18所述的一种适用于风电场功率控制器的测试方法，其特征在于，所述电压曲线模式，包括：
设置风电场为电压曲线控制模式，在30％Pn以下、90％Pn以上两种有功出力下，模拟风电场有功功率波动导致并网点电压波动至电压控制曲线范围之外，根据采集到的三相电压和电流，计算电压控制响应时间、控制精度，并记录电压调整过程中风电场并网点电压及有功功率、无功功率。
24.如权利要求18所述的一种适用于风电场功率控制器的测试方法，其特征在于，所述恒无功功率模式，包括：
设置风电场为恒无功功率控制模式，在30％Pn以下、90％Pn以上两种有功出力下，调节无功功率控制目标，根据采集到的三相电压和电流，计算无功功率控制响应时间、控制精度；
设置风电场为恒无功功率控制模式，在30％Pn以下、90％Pn以上两种有功出力下，模拟风电场有功功率波动，根据采集到的三相电压和电流，计算风电场无功功率变化情况。
25.如权利要求18所述的一种适用于风电场功率控制器的测试方法，其特征在于，所述恒功率因数模式，包括：
设置风电场为恒功率因数控制模式，在30％Pn以下、90％Pn以上两种有功出力下，模拟风电场有功功率波动，根据采集到的三相电压和电流，计算风电场功率因数的变化情况。
26.如权利要求18所述的一种适用于风电场功率控制器的测试方法，其特征在于，所述电气量异常时，闭锁对应的有功、无功功率输出，并告警；
所述功率调节指令或调节步长越限时，该指令不执行，有功、无功功率指令维持不变；
所述通讯异常时，闭锁对应的有功、无功功率输出，并告警。
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