CN205594088U - 一种计及通讯时延的无功补偿装置动态响应时间测试系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种计及通讯时延的无功补偿装置动态响应时间测试系统，所述系统包括计算机、智能指令下发装置和数据采集系统；所述计算机与所述智能指令下发装置连接；所述智能指令下发装置与所述数据采集系统连接。本实用新型便于现场操作；一个完整检测周期可由检测系统自动完成，无需人工干预；具备良好的通用性；不采用通讯规约而采用模拟量或开关量作为同步信号和反馈信号，通用性好、时延短；不需要修改现场通讯的点表，避免了不同厂家通讯规约及接口的调试工作。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种新能源接入与控制技术，具体讲涉及一种计及通讯时延的无功补偿装置动态响应时间测试系统。
背景技术
风电和光伏在电网中的发电比重逐年增加，大规模风电和光伏并网对电力系统的安全稳定运行日益受到人们的关注。有的地区多次发生大规模风电机组脱网事故，对电网安全稳定运行产生严重影响，其中的风电场无功补偿装置运行、管理不当，无功补偿装置配置不合理及其动态响应时间滞后导致了故障未能技术处理。
无功补偿装置动态响应时间是否符合电网运行要求，对电网安全稳定运行和电网故障后的恢复能力有直接影响，也是无功补偿装置的核心性能指标，故准确测量无功补偿装置的动态响应时间十分重要。国家电网公司企业标准Q/GDW11064-2013《风电场无功补偿装置技术性能和测试规范》中明确了无功补偿装置动态响应时间及调控性能要求，风电场无功补偿装置响应时间的要求如附图1所示。
无功补偿装置动态响应时间由无功补偿装置的扰动检测时间、控制系统响应时间和系统调节时间三个部分构成。其中，无功补偿装置的系统调节时间可通过检测装置输出侧无功功率或无功电流测量值的变化获取，但无功补偿装置扰动检测时间和控制系统响应时间(即装置的计算时间)较难准确测得。现有无功补偿装置动态响应时间检测方法未考虑设备间的通讯和处理(无功补偿装置内部计算及输出)时延，从而导致装置动态响应时间的测量结果与实际结果存在较大偏差。与此同时，通过投切部分集电线路或固定补偿设备来产生外部电压变化，可能会出现电压变化不明显，出现无功补偿装置不动或拒动，所以具有一定的局限性；同样PI参数下，不同无功调节量需要的响应时间也不尽相同，小电压/无功扰动测量所得出的响应时间必然偏小，因此要获得精确的响应时间必须有较大无功/电压变化，而较大的无功/电压变化又存在一定的风险。鉴于以上原因，需要提供一种计及通讯时延及处理时间、并能够反映真实测量结果的检测系统，以准确 获取无功补偿装置的动态响应时间，为电网调度部门和风电场运营管理者提供支持和参考。
实用新型内容
本实用新型基于现场实际检测过程中发现的问题和不足，提供一种计及通讯时延的无功补偿装置动态响应时间测试系统，该检测系统便于现场实施，可以准确获得无功补偿装置的动态响应时间，即从控制指令发出至无功补偿装置电流输出达到90％额定值的时间。
本实用新型采用下述技术方案：
一种计及通讯时延的无功补偿装置动态响应时间测试系统，其特征在于，所述系统包括计算机、智能指令下发装置和数据采集系统；
所述计算机与所述智能指令下发装置连接；所述智能指令下发装置与所述数据采集系统连接。
进一步的，所述智能指令下发装置包括两路模拟量输出通道、两路数字量输出通道和网络通讯接口。
进一步的，所述智能指令下发装置设有电源接口、模拟量输出接口、数字量输出接口、指示灯和网络通讯接口。
进一步的，所述数据采集系统包括用于采集智能指令下发装置发出的同步信号、无功补偿装置发出的反馈信号、相应线路的电压、电流信号的具有8路或16路的高速采集通道的数据采集装置。
进一步的，所述无功补偿装置动态响应时间包括：通讯时延T1时间、指令处理T2时间和系统调节T3时间。
进一步的，所述T1时间包括智能指令下发装置接收到计算机下发的电压/无功目标值后，从控制指令和同步指令下发给无功补偿装置和数据采集系统至无功补偿装置确认接收到指令和数据采集系统接收到无功补偿装置的反馈信号的时间段。
进一步的，所述T2时间包括数据采集系统接收到无功补偿装置的反馈信号至无功补偿装置发出无功电流并再次向数据采集系统发出反馈信号的时间段。
进一步的，所述T3时间包括从无功补偿装置发出无功电流至无功电流达到 90％目标值的时间段。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
(1)使用该检测系统检测无功补偿装置动态响应时间更为准确，便于现场操作。在风电场/光伏电站符合安全要求的情况下，一个完整检测周期可由检测系统自动完成，无需人工干预；
(2)具备良好的通用性。风电场/光伏电站额定容量不同，待测无功补偿装置的数量也可能不同，无论待检测无功补偿装置之间具备协调控制功能与否，均可准确测量其动态响应时间，只需要根据现场情况更改(增加)检测系统接线方式，不需要修改系统检测源代码；
(3)不采用通讯规约而采用模拟量或开关量作为同步信号和反馈信号，通用性好、时延短；同时，不需要修改现场通讯的点表，避免了不同厂家通讯规约及接口的调试工作；
附图说明
图1为标准对无功补偿装置响应时间的要求；
图2为智能指令下发装置外观图；
图3为无功补偿装置动态响应时间检测系统框图；
图4为计及通讯时延及处理时间的动态响应时间检测时序图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
本实用新型提供一种计及通讯时延的无功补偿装置动态响应时间测试系统，该检测系统便于现场实施，可以准确获得无功补偿装置的动态响应时间，即从控制指令发出至无功补偿装置电流输出达到90％额定值的时间。
5.1检测系统构成
该检测系统主要由以下三部分构成：
(1)计算机(上位机)；
(2)智能指令下发装置；
(3)数据采集系统。
计算机可以采用现有技术中本领域技术人员公知的单片机、PC机或其他控制装置，用于向智能指令下发装置发出控制指令。
其中，在上位机安装相应软件，用于与智能指令下发装置间的通讯和指令下发；智能指令下发装置设有两路模拟量输出通道、两路数字量输出通道及网络通讯接口(如附图2所示)，用于下发指令和同步信号给无功补偿装置和数据采集系统；数据采集系统是由具有8路或16路高速采集通道的数据采集装置组成，用于采集智能指令下发装置发出的同步信号、无功补偿装置发出的反馈信号，及其相应线路的电压、电流信号。
5.2无功补偿装置动态响应时间分解
无功补偿装置的动态响应时间可分为三个时段：1.智能指令下发装置接收到计算机(上位机)下发的电压/无功目标值后，同时将目标指令和同步信号下发给无功补偿装置和数据采集系统，此时刻记为开始时刻，直至无功补偿装置确认接收到该指令后，数据采集系统收到该反馈信号为止，该时间段为T1，即通讯时延。2.从数据采集系统收到无功补偿装置的反馈信号开始，至无功补偿装置开始输出无功电流并再次向数据采集系统发出反馈信号为止，该时段为T2，即指令处理时间。3.从无功补偿装置发出无功电流开始时刻，至无功电流达到90％目标值的时刻为止，该时段为T3，即系统调节时间。
1)T1时间：检测系统与无功补偿装置间通讯和数据采集装置启动数据记录的时间，通常包括指令下发、应答、返校、确认时间，以及数据采集系统开始记录的时延，如采用TCP/IP协议，该时间在数百毫秒至数秒之间；若采用硬节点信号，该时间为数毫秒至数百毫秒之间；
2)T2时间：无功补偿装置的指令处理时间。无功补偿输出量需要在当前电气量计算基础上，结合无功/电压目标指令进行计算，该时间通常在一个周波以上；
3)T3时间：无功补偿装置的执行时间，即装置输出无功电流开始时刻，至无功电流达到90％目标值的时间。
5.3无功补偿装置动态响应时间检测步骤
无功补偿装置动态响应时间检测系统框图如图3所示。具体实施步骤如下：
1)利用计算机(上位机)下发控制指令给智能指令下发装置，智能指 令下发装置接收到控制指令后，给无功补偿装置下发控制指令，同时输出一个同步信号给数据采集系统，数据采集系统接收到该信号后自动启动采集设备的波形记录功能；
2)无功补偿装置接收到智能指令下发装置的指令信号后，输出一个反馈信号给数据采集系统，即为T1时段；
3)无功补偿装置接收到控制指令后，进行计算处理，直至开始输出无功电流，即为T2时段；
4)以无功补偿装置开始输出无功电流为起始时刻，直至无功补偿装置输出的无功电流达到90％目标值，即为无功补偿装置系统调节时间，即为T3时段。
本检测系统考虑了通讯时延及无功补偿装置处理(计算)时间，避免检测过程中产生通讯环节和计算处理环节的时间不确定性，降低了检测过程中可能引起的安全风险，提高了测量无功补偿装置动态响应时间的准确性。同时该检测系统也可准确测量装置通讯和处理(计算)时延，为改进(缩短)无功补偿装置动态响应时间提供可靠依据。
最后应当说明的是：以上实施例仅用于说明本申请的技术方案而非对其保护范围的限制，尽管参照上述实施例对本申请进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：本领域技术人员阅读本申请后依然可对申请的具体实施方式进行种种变更、修改或者等同替换，但这些变更、修改或者等同替换，均在申请特批的权利要求保护范围之内。
Claims (7)
1.一种计及通讯时延的无功补偿装置动态响应时间测试系统，其特征在于，所述系统包括计算机、智能指令下发装置和数据采集系统；
所述计算机与所述智能指令下发装置连接；所述智能指令下发装置与所述数据采集系统连接；
所述数据采集系统包括用于采集智能指令下发装置发出的同步信号、无功补偿装置发出的反馈信号、相应线路的电压、电流信号的具有8路或16路的高速采集通道的数据采集装置。
2.如权利要求1所述的一种计及通讯时延的无功补偿装置动态响应时间测试系统，其特征在于，所述智能指令下发装置包括两路模拟量输出通道、两路数字量输出通道和网络通讯接口。
3.如权利要求2所述的一种计及通讯时延的无功补偿装置动态响应时间测试系统，其特征在于，所述智能指令下发装置设有电源接口、模拟量输出接口、数字量输出接口、指示灯和网络通讯接口。
4.如权利要求1所述的一种计及通讯时延的无功补偿装置动态响应时间测试系统，其特征在于，所述无功补偿装置动态响应时间包括：通讯时延T1时间、指令处理T2时间和系统调节T3时间。
5.如权利要求4所述的一种计及通讯时延的无功补偿装置动态响应时间测试系统，其特征在于，所述T1时间包括智能指令下发装置接收到计算机下发的电压/无功目标值后，从控制指令和同步指令下发给无功补偿装置和数据采集系统至无功补偿装置确认接收到指令和数据采集系统接收到无功补偿装置的反馈信号的时间段。
6.如权利要求4所述的一种计及通讯时延的无功补偿装置动态响应时间测试系统，其特征在于，所述T2时间包括数据采集系统接收到无功补偿装置的反馈信号至无功补偿装置发出无功电流并再次向数据采集系统发出反馈信号的时间段。
7.如权利要求4所述的一种计及通讯时延的无功补偿装置动态响应时间测试系统，其特征在于，所述T3时间包括从无功补偿装置发出无功电流至无功电流达到90％目标值的时间段。
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|---|---|---|---|---|
| CN109976298A (zh) * | 2017-12-27 | 2019-07-05 | 核动力运行研究所 | 一种基于误差补偿的快速响应时间测试仪及方法 |
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2016
- 2016-03-18 CN CN201620214008.2U patent/CN205594088U/zh active Active
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