CN112364941A

CN112364941A - 一种新能源场站频率特性检测方法、装置和系统

Info

Publication number: CN112364941A
Application number: CN202011417594.8A
Authority: CN
Inventors: 薛水莲; 殷志龙; 王栋栋; 王治国; 倪铄; 高攀; 杨印; 赵廉; 申欣欣; 刘华
Original assignee: Xi'an Dena Testing Co ltd
Current assignee: Xi'an Dena Testing Co ltd
Priority date: 2020-12-07
Filing date: 2020-12-07
Publication date: 2021-02-12
Anticipated expiration: 2040-12-07
Also published as: CN112364941B

Abstract

本发明提供了一种新能源场站频率特性检测方法、装置和系统，其方法包括：获取新能源场站的历史工作数据，确定新能源场站的第一检测点集合；按照新能源场站的能源属性，对第一检测点集合进行初分类，基于同步时钟，进行同步多点测量同组初分类结果中的每个第一检测点，构建对应的检测点频率曲线以及对应的元件频率曲线进行预处理；按照新能源场站的供电属性，对第一检测点集合进行二次分类，基于同步时钟，进行同步多点测量同组二次分类结果中的每个第二检测点；根据上述结果，获取对应的每个目标元件的频率特性，并输出显示。用以进行同步检测以及初次分类和二次分类，可以有效的提高检测效率，节省检测时间。

Description

一种新能源场站频率特性检测方法、装置和系统

技术领域

本发明涉及新能源检测技术领域，特别涉及一种新能源场站频率特性检测方法、装置和系统。

背景技术

随着我国科技水平的不断发展，新能源得到了越来越广泛的关注，并且随着西北电网新能源发电装机比例持续增加、大容量直流输电工程陆续投运，直流闭锁或功率骤降引发的系统频率稳定风险越来越大。但是，一般在对新能源的频率进行检测过程中，只是单纯的检测当前检测点的频率情况，进而对当前检测点的进行评估，其检测较为片面，且并不是进行的同步检测，不仅浪费时间，还降低检测效率，因此，本发明提出一种新能源场站频率特性检测方法。

发明内容

本发明提供一种新能源场站频率特性检测方法、装置和系统，用以进行同步检测以及初次分类和二次分类，可以有效的提高检测效率，节省检测时间。

本发明提供一种新能源场站频率特性检测方法，包括：

获取新能源场站的历史工作数据，并依据所述历史工作数据，确定所述新能源场站的第一检测点集合；

按照新能源场站的能源属性，对所述第一检测点集合进行初分类，基于同步时钟，进行同步多点测量同组初分类结果中的每个第一检测点，并获取同组中每个第一检测点的测量信息以及第一检测点中每个目标元件的频率参数，并构建对应的检测点频率曲线以及对应的元件频率曲线；

对所述检测点频率曲线以及元件频率曲线进行预处理；

按照所述新能源场站的供电属性，对所述第一检测点集合进行二次分类，基于同步时钟，进行同步多点测量同组二次分类结果中的每个第二检测点；

根据每个第一检测电的测量结果、预处理结果以及每个第二检测点的测量结果，获取对应的每个目标元件的频率特性，并输出显示。

在一种可能实现的方式中，对所述检测点频率曲线以及元件频率曲线进行预处理的步骤包括：

对所述检测点频率曲线进行第一拟合处理，并对所述元件频率曲线进行第二拟合处理；

基于所述第一拟合处理结果对所述第二拟合处理结果中对应的每个频率参数进行修正；

基于修正后的每个频率参数，构建新的元件频率曲线，并标点所述新的元件频率曲线中的最大频率值以及最小频率值，同时，基于所述最大频率值、最小频率值，截取所述新的元件频率曲线中的目标曲线，并对所述目标曲线进行采样特征分析，基于频率检测规则，确定对应的采样特征分析结果中是否存在异常信息；

若存在，标定与所述异常信息对应的所述目标曲线上的曲线点，并调取影响所述曲线点的影响因子；

获取与所述目标曲线相关的所有影响因子，并基于分析数据模型，对所述所有影响因子进行分析，获取对应的所述目标曲线的影响权重；

基于所有影响因子、影响权重以及对应的新的元件频率曲线，确定对应的目标元件的频率特性。

在一种可能实现的方式中，获取同组中每个第一检测点的测量信息以及第一检测点中每个目标元件的频率参数的过程中，还包括：

捕获历史时刻所述第一检测点的历史电力信号，并将不同时刻的历史电力信号进行存储，并基于存储的历史电力信号，构建电力模拟模型；

捕获当前时刻所述第一检测点的当前电力信号，并输入到所述电力模拟模型中，对所述当前电力信号进行信号矩阵分析，并输出分析结果，且所述分析结果包括：所述当前电力信号为过频信号、所述当前电力信号为欠频信号。

在一种可能实现的方式中，还包括：

基于霍尔传感器，捕捉与所述新能源场站相关的每个第一检测点的二次电流信号；

基于所述二次电流信号，确定对应的第一检测点的电磁环境，并分析所述电磁环境中直流分量的叠加。

在一种可能实现的方式中，按照所述新能源场站的供电属性，对所述第一检测点集合进行二次分类，基于同步时钟，进行同步多点测量同组二次分类结果中的每个第二检测点的步骤包括：

对所述第一检测点集合进行二次分类，获得若干组待确定检测点，其中，每组待确定检测点中都包含同类供电属性；

对所述若干组待确定检测点进行检测，分析每组中每个待确定检测点是否存在异常检测点，其包括：

获取每个待确定检测点的外观信息，建立每个待确定检测点对应的元件的外观矩阵；

获取每个待确定检测点的电路信息，建立每个待确定检测点对应的元件的电路矩阵；

获取每个待确定检测点的工作信息，建立每个待确定检测点对应的元件的工作矩阵；

获取每个待确定检测点的工其他影响信息，建立每个待确定检测点对应的元件的影响矩阵；

基于所述外观矩阵、电路矩阵、工作矩阵以及影响矩阵，计算获取所述待确定检测点的综合使用能力；

根据所述综合使用能力，确定对应的待确定检测点是否是异常；

当所述待确定检测点存在异常时，根据所述外观矩阵、电路矩阵、工作矩阵以及影响矩阵，提取异常数据，确定对应的异常等级并按照所述异常等级对所述待确定检测点进行异常标注；

同时，从修正数据库中，提取与所述异常数据相关的修复模型，对所述待确定检测点进行修复，若修复成功，将所述待确定检测点保留，否则，将所述待确定检测点进行更换；

获取同组分类中所有保留以及更换后的待确定检测点在进行同步多点测量后的信号数据，并将多点对应信号数据进行同步对比。

在一种可能实现的方式中，获取对应的每个目标元件的频率特性，并输出显示之后，还包括：

测量所述目标元件在不同的电压等级的第一工作信号；

测量所述目标元件在与所述电压等级相对应的电流等级下的第二工作信息；

根据所述第一工作信息以及第二工作信息，确定所述目标元件的第一差异信息；

向所述目标元件输入预设频率信号，并采集对应的第一输出信号；

同时，对所述预设频率信号进行相位转移，并基于相位转移后的预设频率信号继续向所述目标元件进行输入，并采集输出的第二输出信号；

根据所述第一输出信号、相位转移以及第二输出信号，确定所述目标元件的第二差异信息；

基于预先设定的标准数据库，并根据所述第一差异信息以及第二差异信息，确定所述目标元件的当前偏差信息，同时，基于所述当前偏差信息，确定所述目标元件的待调整工作参数；

同时，依据所述待调整工作参数以及频率特性，对所述目标元件的当前工作状态进行调整。

在一种可能实现的方式中，基于所述当前偏差信息，确定所述目标元件的待调整工作参数之前，还包括：

向所述目标元件输入不同的预设检测信号，并一一对应记录对应的输出结果，其中，所述输出结果与电压波形相关，并按照序列格式对所述电压波形进行记录；

其中，在向所述目标元件输入不同的预设检测信号的过程中，记录所述目标元件对应的音频信号以及响应信号，并确定不同预设检测信号对应的音频信号的最小信号幅度值以及对应的响应信号的最慢响应时间；

基于所述最小信号幅度值与对应的最慢响应时间，确定所述目标元件在不同预设检测信号下的电压补偿信息；

基于所述电压补偿信息以及按照序列格式记录的电压波形，确定所述目标元件的第三差异信息。

在一种可能实现的方式中，获取新能源场站的历史工作数据，并依据所述历史工作数据，确定所述新能源场站的第一检测点集合过程中，还包括：

基于所述新能源场站的场站规划检测图，确定所述新能源场站的待验证点，并基于所述历史工作数据，提取每个待验证点的历史工作集合，其中，所述历史工作集合是包括对应待验证点的频率响应参数在内的；

根据所述历史工作集合，筛选所述待验证点处于不同安全等级的工作数据，并根据筛选的工作数据，构建对应安全等级的所述待验证点的频率响应模型；

获取所述待验证点在对应安全等级的最小额定频率响应值以及最大额定频率响应值，并基于预设模型数据库，选取与所述待验证点对应安全等级相关的预设响应模型；

将所述频率响应模型与对应的预设响应模型进行对应位置的一一匹配，并根据如下公式，计算每个位置匹配点的点匹配值以及根据所述点匹配值计算所述频率响应模型与对应预设响应模型的综合匹配值；

；

;

其中，P表示每个位置匹配点的点匹配值；

表示每个位置匹配点对应的最小额定频率响应值；

表示每个位置匹配点对应的最小额定频率响应值；

表示每个位置匹配点对应的最高点频率响应值；

表示每个位置匹配点对应的最低点频率响应值；T表示每个位置匹配点对应的标准频率响应周期；t表示每个位置匹配点对应的实际频率响应周期；

表示每个位置匹配点对应的最大频率响应幅度值；F表示每个位置匹配点对应的当前频率响应幅度值；

表示每个位置匹配点对应的频率响应的限额幅度值；

表示每个位置匹配点调频响应对应的动态频率偏差因子，且取值范围为[0,0.95]；

表示每个位置匹配点的调频响应对应的功率变化因子，且取值范围为[0,0.85]；i1表示所述频率响应模型中的位置匹配点的个数，且i1的取值范围为[1,n]；

表示每个位置匹配点的权重值，且取值范围为[0，1]；i2表示n个位置匹配点中的无效匹配点的个数，且取值范围为[0，n1]，且n1<n；

表示每个无效匹配点的无效修正因子，且取值范围为[0.9,1.1]；

获取待验证点在不同安全等级下对应的的点匹配值与综合匹配值，进而确定对应的所述待验证点的有效性，根据所述有效性，从所有所述待验证点筛选出第一集合，并按照连续性检测规则，对所述第一集合中的每个待验证点进行连续性频率检测；

同时，获取所有待验证点中的剩余待验证点，并确定为第一检测点集合。

本发明提供一种新能源场站频率特性检测装置，包括：

获取模块，用于获取新能源场站的历史工作数据，并依据所述历史工作数据，确定所述新能源场站的第一检测点集合；

第一分类模块，用于按照新能源场站的能源属性，对所述第一检测点集合进行初分类，基于同步时钟，进行同步多点测量同组初分类结果中的每个第一检测点，并获取同组中每个第一检测点的测量信息以及第一检测点中每个目标元件的频率参数，并构建对应的检测点频率曲线以及对应的元件频率曲线；

处理模块，用于对所述检测点频率曲线以及元件频率曲线进行预处理；

第二分类模块，用于按照所述新能源场站的供电属性，对所述第一检测点集合进行二次分类，基于同步时钟，进行同步多点测量同组二次分类结果中的每个第二检测点；

输出模块，用于根据每个第一检测电的测量结果、预处理结果以及每个第二检测点的测量结果，获取对应的每个目标元件的频率特性，并输出显示。

本发明提供一种新能源场站频率特性检测系统，包括：

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明实施例中一种新能源场站频率特性检测方法的流程图；

图2为本发明实施例中一种新能源场站频率特性检测装置的结构图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供一种新能源场站频率特性检测方法，如图1所示，包括：

步骤1：获取新能源场站的历史工作数据，并依据所述历史工作数据，确定所述新能源场站的第一检测点集合；

步骤2：按照新能源场站的能源属性，对所述第一检测点集合进行初分类，基于同步时钟，进行同步多点测量同组初分类结果中的每个第一检测点，并获取同组中每个第一检测点的测量信息以及第一检测点中每个目标元件的频率参数，并构建对应的检测点频率曲线以及对应的元件频率曲线；

步骤3：对所述检测点频率曲线以及元件频率曲线进行预处理；

步骤4：按照所述新能源场站的供电属性，对所述第一检测点集合进行二次分类，基于同步时钟，进行同步多点测量同组二次分类结果中的每个第二检测点；

步骤5：根据每个第一检测电的测量结果、预处理结果以及每个第二检测点的测量结果，获取对应的每个目标元件的频率特性，并输出显示。

该实施例中，历史工作数据是包括电流、电压、频率等数据在内的。

该实施例中，新能源场站例如可以是风、太阳能等一种新能源或多种新能源的组合，且对应的检测点集合时包括需要检测的电力系统、新能源转换装置、新能源采集装置等对应的检测点在内的。

该实施例中，能源属性，例如是按照风能以及太阳能进行初分类的，与太阳能相关的器件或装置为一类，与风能相关的器件或装置为另一类，且对应第一检测点。

该实施例中，测量信息，例如为电力采集总量、电力使用总量、电力传输效率等，频率参数是与电频参数等相关的。

该实施例中，获取频率曲线，是为了更好的对每个元件进行分析。

该实施例中，供电属性，例如为用电能力、输电能力、同属性元件，如不同新能源的转换装置等，且对应第二检测点。

上述技术方案的有益效果是：用以进行同步检测以及初次分类和二次分类，可以有效的提高检测效率，节省检测时间。

本发明提供一种新能源场站频率特性检测方法，对所述检测点频率曲线以及元件频率曲线进行预处理的步骤包括：

该实施例中，进行第一拟合处理是为了保证获取总的相关参数结果，进行第二拟合处理，是对每个元件的参数进行拟合，便于在修正过程中，提高其修正的可靠性。

该实施例中，构建元件频率曲线，是为了更好保证后续获取特性的精准性。

该实施例中，异常信息是指的频率参数突然出现异常的现象，且截取目标曲线，是为了有效的提高分析效率。

该实施例中，影响因子，例如是外界电流、电压等的干扰，或者电流、电压突然增大或减小等的情况。

该实施例中，影响权重是基于影响因子获取的，影响因子中某个因子的份量越大，对应的影响权重越大。

上述技术方案的有益效果是：基于所有影响因子、影响权重以及对应的新的元件频率曲线，便于提高获取目标元件的频率特性的准确性。

本发明提供一种新能源场站频率特性检测方法，获取同组中每个第一检测点的测量信息以及第一检测点中每个目标元件的频率参数的过程中，还包括：

上述技术方案的有益效果是：构建电力模拟模型，保证可以及时有效的分析出当前电力信号的状况，便于及时处理了解。

本发明提供一种新能源场站频率特性检测方法，还包括：

上述技术方案的有益效果是：通过捕捉二次电流信号，便于对第一检测点的电磁环境进行分析，间接提高对频率特性获取的有效性。

本发明提供一种新能源场站频率特性检测方法，按照所述新能源场站的供电属性，对所述第一检测点集合进行二次分类，基于同步时钟，进行同步多点测量同组二次分类结果中的每个第二检测点的步骤包括：

该实施例中，外观矩阵、电路矩阵、工作矩阵以及影响矩阵都可以为同行同列的矩阵。

该实施例中，外观矩阵例如与破损、形状、颜色等相关，电路矩阵例如与线路连接、短路、断路等相关，工作矩阵例如与正常工作，如电流、电压等相关，影响矩阵例如与突发电流电压过大或过小、温度过高等有关。

上述技术方案的有益效果是：通过进行二次分类，且通过外观、电路、工作、影响等矩阵综合分析待确定检测点的综合使用能力，来有效确定待确定检测点是否异常，同时，通过提取异常数据，并进行异常标注，便于有效了解，且通过对异常数据进行修复，便于待确定检测点的有效再次使用，提高使用次数，且通过进行更换，便于保证所有检测点的有效使用，为后续进行特性检测提供基础。

本发明提供一种新能源场站频率特性检测方法，获取对应的每个目标元件的频率特性，并输出显示之后，还包括：

测量所述目标元件在不同的电压等级的第一工作信号；

该实施例中，第一工作信号，是与电压值相关，第二工作信号，是与电流值相关。

该实施例中，第一差异信息，是指例如同等级下，目标元件的标准测量应该为10V，8A，但是对应的实际测量出来的为9V,6A，此时，对应的第一差异信息，即为同等级下对应的电流差值和电压差值等。

该实施例中，第一输出信号、第二输出信号，都与频率相关。

该实施例中，第二差异信号，可以是与频率差值等相关的，且偏差值信息，可以是与电流、电压、频率等相关的。

上述技术方案的有益效果是：通过基于工作信息，确定目标元件的第一差异信息，通过基于输出信号，确定目标元件的第二差异信息，进而便于确定当前偏差信息，来确定待调整工作参数，实现对目标元件的工作状态的有效调整。

本发明提供一种新能源场站频率特性检测方法，基于所述当前偏差信息，确定所述目标元件的待调整工作参数之前，还包括：

该实施例中，预设检测信号，例如是不同电压值得电压检测信号，输出结果也与电压相关，不过是以电压波形的形式进行显示，且序列格式，例如是对有规则或无规则的每个时间点的电压值进行记录，来构成一个序列结果。

该实施例中，由于目标元件不同，接收到的预设检测信号的时间也不相同，且在接收到预设检测信号时，其目标元件本身会产生一些列自身抖动等情况，因此，记录目标元件的音频信号以及响应信号，便于后续提高对待调整工作参数的有效性。

该实施例中，最小信号幅度值是与电压相关的，且对应的最慢响应时间与目标元件接收预设检测信号的时间长度有关。

该实施例中，电压补偿信息，可能是由于响应时间过长，导致在刚开输出电压波形时，导致电压波形的缺失，或者是由于目标元件本身存在缺陷，导致在对其进行检测的过程中，其对应的输出波形的幅值等有所降低等。

该实施例中，第三差异信息，可以是电压、电压值等相关的。

上述技术方案的有益效果是：通过按照序列格式对电压进行记录，保证电压记录的有效性，且通过获取电压补偿信息进而获取第三差异信息，便于后续提高对待调整工作参数的有效性。

本发明提供一种新能源场站频率特性检测方法，获取新能源场站的历史工作数据，并依据所述历史工作数据，确定所述新能源场站的第一检测点集合过程中，还包括：

；

;

其中，P表示每个位置匹配点的点匹配值；

表示每个位置匹配点对应的最小额定频率响应值；

表示每个位置匹配点对应的最小额定频率响应值；

表示每个位置匹配点对应的最高点频率响应值；

表示每个位置匹配点对应的频率响应的限额幅度值；

该实施例中，场站规划检测图是预先设置好的，且待验证点也是预先确定好的，且待验证点与目标元件相关。

该实施例中，不同的安全等级是指对待验证点的安全保护程度，保护程度越高对应的安全等级越高。

该实施例中，通过不同安全等级的工作数据，构建对应的频率响应模型，提高对待验证点的有效安全等级验证。

该实施例中，最小额定频率响应值、最大额定频率响应值以及预设响应模型都是预先设置好的。

上述技术方案的有益效果是：通过构建同个安全等级的频率响应模型，便于对其模型进行有效处理，且通过计算同个安全等级下频率响应模型与对应的预设响应模型的每个位置匹配点的点匹配值，便于进行精细计算，再通过基于点匹配值计算综合匹配值，便于有效确定待验证点的有效性，为筛选待验证点提供有效基础，同时，为待验证点进行何种检测也提供了数据基础，同时，方便后续的工作进程，可以有效的提高检测效率，节省检测时间。

本发明提供一种新能源场站频率特性检测装置，包括：

本发明提供一种新能源场站频率特性检测系统，包括：

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。