專利名稱：風電場接入電網(wǎng)升壓站并網(wǎng)點電能質(zhì)量在線監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電網(wǎng)電能質(zhì)量在線監(jiān)測系統(tǒng)。
背景技術：
隨著科學技術的進步，新能源作為一種環(huán)保、清潔的能源越來越受到人們的重視；風力發(fā)電以其環(huán)保、節(jié)能的特點，正在逐步擴大使用范圍。但是由于風力發(fā)電機的運行方式與自然條件密切相關，風力發(fā)電機有其特殊性，即無法保證運行的連續(xù)性、風電場輸出的隨機性、不可控性和反調(diào)峰性，不利于電網(wǎng)的運行，會對電網(wǎng)的供電質(zhì)量，如電壓、諧波與閃變、頻率及穩(wěn)定性等都會產(chǎn)生影響。對于進入電網(wǎng)的風電場，為保證風電場和電網(wǎng)的安全運行，中國電監(jiān)會和國家電網(wǎng)公司頒布了關于風電場接入電網(wǎng)的技術標準。對接入電網(wǎng)的風 電場接入點的電能質(zhì)量做出了明確規(guī)定。鑒于風力發(fā)電的的特殊性，接入電網(wǎng)的風電場與接入電網(wǎng)的火力發(fā)電廠、水力發(fā)電廠，在運行中的行為有很大差別。目前我國尚沒有專門用于在線監(jiān)測接入電網(wǎng)的風電場的電能質(zhì)量的監(jiān)測系統(tǒng)，無法滿足為保障電網(wǎng)穩(wěn)定安全而針對風電場接入電網(wǎng)進行實時電能質(zhì)量在線監(jiān)測的系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決目前我國尚沒有專門用于在線監(jiān)測接入電網(wǎng)的風電場的電能質(zhì)量的系統(tǒng)，無法滿足為保障電網(wǎng)穩(wěn)定安全而針對風電場接入電網(wǎng)進行實時電能質(zhì)量在線監(jiān)測的系統(tǒng)和方法的問題；而提出的風電場接入電網(wǎng)升壓站并網(wǎng)點電能質(zhì)量在線監(jiān)測系統(tǒng)。風電場接入電網(wǎng)升壓站并網(wǎng)點電能質(zhì)量在線監(jiān)測系統(tǒng)，它包括電壓信號隔離組件、電壓信號轉換組件、電流信號隔離組件、電流信號轉換組件、多通道同步采集卡、核心控制器、存儲器和顯示器；電壓信號隔離組件的電壓信號輸入端與外部電壓互感器的電壓信號輸出端相連；電壓信號隔離組件的電壓信號輸出端與電壓信號轉換組件的電壓信號輸入端相連；所述電壓信號轉換組件的電壓信號輸出端與多通道同步采集卡的電壓信號輸入端相連；電流信號隔離組件的電流信號輸入端與外部電流互感器的電流信號輸出端相連；電流信號隔離組件的電流信號輸出端與電流信號轉換組件的電流信號輸入端相連；所述電流信號轉換組件的電流信號輸出端與多通道同步采集卡的電流信號輸入端相連；所述多通道同步采集卡的采集信號輸出端與核心控制器的采集信號輸入端相連；所述核心控制器的存儲數(shù)據(jù)輸出輸入端與存儲器的存儲數(shù)據(jù)輸出輸入端相連；所述顯示器的顯示信號輸入端與核心控制器的顯示信號輸出端相連。本發(fā)明所述風電場接入電網(wǎng)升壓站并網(wǎng)點電能質(zhì)量在線監(jiān)測系統(tǒng)具有在線監(jiān)測接入電網(wǎng)的風電場的電能質(zhì)量的功能。通過電壓信號隔離組件I、電壓信號轉換組件2、電流信號隔離組件3和電流信號轉換組件4對風電場接入電網(wǎng)主變壓器高低壓側進行多通道同步監(jiān)測采樣；實現(xiàn)了定時電能質(zhì)量監(jiān)測和數(shù)據(jù)存儲，同時實現(xiàn)了瞬時過電壓和暫時過電壓波形的自動啟動記錄，實現(xiàn)了全部國家標準中有關電能質(zhì)量7項標準的所有監(jiān)測量，將穩(wěn)態(tài)測量和暫態(tài)測量合并為一體。并且通過數(shù)據(jù)通訊模塊9實現(xiàn)了電網(wǎng)公司對風電場升壓站接入點的監(jiān)測數(shù)據(jù)自動與電力調(diào)度遠程數(shù)據(jù)庫連接，方便了電力調(diào)度對風電場穩(wěn)定性的考核，增強了電網(wǎng)的安全。本發(fā)明可以廣泛的使用在風電場的升壓站中。


圖I為具體實施方式
一所述的風電場接入電網(wǎng)升壓站并網(wǎng)點電能質(zhì)量在線監(jiān)測系統(tǒng)的模塊結構示意圖；圖2為具體實施方式
二所述的風電場接入電網(wǎng)升壓站并網(wǎng)點電能質(zhì)量在線監(jiān)測系統(tǒng)的模塊結構示意圖；圖3為具體實施方式
三所述的風電場接入電網(wǎng)升壓站并網(wǎng)點電能質(zhì)量在線監(jiān)測系統(tǒng)的模塊結構示意圖；圖4為具體實施方式
四所述的風電場接入電網(wǎng)升壓站并網(wǎng)點電能質(zhì)量在線監(jiān)測系統(tǒng)的模塊結構示意圖。
具體實施例方式具體實施方式
一結合圖I說明本實施方式，本實施方式 所述風電場接入電網(wǎng)升壓站并網(wǎng)點電能質(zhì)量在線監(jiān)測系統(tǒng)，它包括電壓信號隔離組件I、電壓信號轉換組件2、電流信號隔離組件3、電流信號轉換組件4、多通道同步采集卡5、核心控制器6、存儲器7和顯示器8 ;電壓信號隔離組件I的電壓信號輸入端與外部電壓互感器的電壓信號輸出端相連；電壓信號隔離組件I的電壓信號輸出端與電壓信號轉換組件2的電壓信號輸入端相連；所述電壓信號轉換組件2的電壓信號輸出端與多通道同步采集卡5的電壓信號輸入端相連；電流信號隔離組件3的電流信號輸入端與外部電流互感器的電流信號輸出端相連；電流信號隔離組件3的電流信號輸出端與電流信號轉換組件4的電流信號輸入端相連；所述電流信號轉換組件4的電流信號輸出端與多通道同步采集卡5的電流信號輸入端相連；所述多通道同步采集卡5的采集信號輸出端與核心控制器6的采集信號輸入端相連；所述核心控制器6的存儲數(shù)據(jù)輸出輸入端與存儲器7的存儲數(shù)據(jù)輸出輸入端相連；所述顯示器8的顯不信號輸入端與核心控制器6的顯不信號輸出端相連。
具體實施方式
二 結合圖2說明本實施方式，本實施方式與具體實施方式
一不同點在于它還增加了數(shù)據(jù)通訊模塊9 ;所述數(shù)據(jù)通訊模塊9的通訊數(shù)據(jù)輸出輸入端與核心控制器6的通訊數(shù)據(jù)輸出輸入端相連。其它組成和連接方式與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
三結合圖3說明本實施方式，本實施方式與具體實施方式
一或二不同點在于它還增加了 PQDIF文件轉換器10 ;所述PQDIF文件轉換器10的文件數(shù)據(jù)輸入端與核心控制器6的文件數(shù)據(jù)輸出端相連；所述PQDIF文件轉換器10的文件數(shù)據(jù)輸出端與數(shù)據(jù)通訊模塊9的文件數(shù)據(jù)輸入端相連。其它組成和連接方式與具體實施方式
一或二相同。增加PQDIF文件轉換器10是將接收到的數(shù)據(jù)文件轉換成電能質(zhì)量國際標準PQDIF文件格式。
具體實施方式
四結合圖4說明本實施方式，本實施方式與具體實施方式
三不同點在于所述打印機11，打印機11的打印數(shù)據(jù)輸入端與PQDIF文件轉換器10的打印數(shù)據(jù)輸出端相連。其它組成和連接方式與具體實施方式
三相同。增加打印機11的目的在于可以根據(jù)需要隨時打印PQDIF文件。
具體實施方式
五本實施方式與具體實施方式
四不同點在于所述數(shù)據(jù)通訊模塊9采用有線網(wǎng)絡數(shù)據(jù)通訊模塊或無線數(shù)據(jù)通訊模塊。其它組成和連接方式與具體實施方式
五相同。
本發(fā)明的工作原理當風電場通過升壓站并網(wǎng)運行時，由電壓信號隔離組件I、電壓信號轉換組件2、電流信號隔離組件3和電流信號轉換組件4通過升壓站主變壓器高低壓側分別通過互感器接入入電壓和電流，并將隔離轉換后的各個電氣量輸出到多通道同步采集卡5中。多通道同步采集卡5采用高速同步采集卡，多通道同步采集卡5將受到的采樣信號發(fā)送給核心控制器6并完成各項電能質(zhì)量參數(shù)的測量和計算功能，并將數(shù)據(jù)自動存儲到存儲器7中。顯示器8將接收到的數(shù)據(jù)及波形進行顯示。增加數(shù)據(jù)通訊模塊9和PQDIF文件轉換器10是為了配合電網(wǎng)公司實時監(jiān)測風電場并網(wǎng)情況而開發(fā)的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，自動將數(shù)據(jù)文件上傳到調(diào)度中心數(shù)據(jù)庫。電壓信號隔離組件I、電流信號隔離組件3通過升壓站主變壓器高壓側通過互感器接入電壓和電流,接入相電壓Ua、Ub和Uc，相電流la、Ib和Ic，這樣可以采集計算的電氣量是主變壓器高壓側的相電壓、相電流、有功功率和無功功率。將這些接入的電氣量都隔離 轉換成低于IOV的電壓信號，然后將所有信號輸出到多通道同步采集卡5中。多通道同步采集卡5的通道可以任意設置成電流通道或電壓通道，這樣就可以方便的適應不同風電場的升壓站情況，達到通用性。監(jiān)測過程根據(jù)需要監(jiān)測的風電場升壓站變壓器高壓側的電壓等級設定不同的電壓啟動值、設定采集頻率、數(shù)據(jù)記錄長度、電壓的偏差、諧波、電壓波動和閃變、三相不平衡度、頻率偏差等定時計算的周期，采集主程序同時啟動。通過信號隔離轉換部件I將電壓互感器和電流互感器的電氣信號接入本裝置的測量通道進行實時在線監(jiān)測，在采集到半滿數(shù)據(jù)后，通過監(jiān)測采集程序開始傳輸此半滿數(shù)據(jù)，而多通道同步采集卡2則繼續(xù)進行下一個半滿的數(shù)據(jù)采集。程序計算當前半滿的數(shù)據(jù)，得到的各個電壓通道的濾波后的峰值，與之前各個通道設定的初始值進行比較，如果任意通道比較的差值都沒有超過對應通道的啟動值，則當前的峰值被設定為新的初始值，繼續(xù)等待新的半滿比較數(shù)據(jù)采集完成，來進行循環(huán)的比較；如果某一通道比較的差值超過了啟動值，則開始記錄所有的通道的數(shù)據(jù)，連續(xù)記錄5秒的時間長度，同時將上一個半滿的數(shù)據(jù)作為記錄的開始，這樣得到的波形則包括電壓變化前和變化后的完整波形曲線。在記錄完成一次5秒時間長度的數(shù)據(jù)后，將記錄的數(shù)據(jù)進行濾波等數(shù)據(jù)處理，將最終數(shù)據(jù)存儲到存儲器4中，繼續(xù)進行數(shù)據(jù)采集過程。核心控制器3通過內(nèi)部設定閾值或風電場升壓站并網(wǎng)點針對電壓變化情況，以判斷風電場接入電網(wǎng)的是否達到電能質(zhì)量要求。其他穩(wěn)態(tài)電壓量的定時測量根據(jù)初始化設置，在規(guī)定的時間間隔，提取在當前的半滿數(shù)據(jù)，進行電壓的偏差、諧波、電壓波動和閃變、三相不平衡度和頻率偏差等計算，得到的各種電壓、電流等電能質(zhì)量數(shù)據(jù)值進行處理后，得到穩(wěn)定的電能質(zhì)量數(shù)值，將各個數(shù)值和相應的時間進行儲存。定時存儲的電能質(zhì)量數(shù)值和時間，最終提供長時間的電能質(zhì)量統(tǒng)計值，裝置可以連續(xù)存儲一年的電能質(zhì)量質(zhì)量數(shù)值。以上內(nèi)容是結合具體的優(yōu)選實施方式對本發(fā)明所作的進一步詳細說明，不能認定本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬于本發(fā)明所提交的權利要求書確定的專利保護范圍。
權利要求
1.風電場接入電網(wǎng)升壓站并網(wǎng)點電能質(zhì)量在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于它包括電壓信號隔離組件(I)、電壓信號轉換組件(2)、電流信號隔離組件(3)、電流信號轉換組件(4)、多通道同步采集卡(5)、核心控制器￠)、存儲器(7)和顯示器(8);電壓信號隔離組件(I)的電壓信號輸入端與外部電壓互感器的電壓信號輸出端相連；電壓信號隔離組件(I)的電壓信號輸出端與電壓信號轉換組件(2)的電壓信號輸入端相連；所述電壓信號轉換組件(2)的電壓信號輸出端與多通道同步采集卡(5)的電壓信號輸入端相連；電流信號隔離組件(3)的電流信號輸入端與外部電流互感器的電流信號輸出端相連；電流信號隔離組件(3)的電流信號輸出端與電流信號轉換組件(4)的電流信號輸入端相連；所述電流信號轉換組件(4)的電流信號輸出端與多通道同步采集卡(5)的電流信號輸入端相連；所述多通道同步采集卡(5)的采集信號輸出端與核心控制器￠)的采集信號輸入端相連；所述核心控制器(6)的存儲數(shù)據(jù)輸出輸入端與存儲器(7)的存儲數(shù)據(jù)輸出輸入端相連；所述顯示器(8)的 顯不信號輸入端與核心控制器(6)的顯不信號輸出端相連。
2.根據(jù)權利要求I所述的風電場接入電網(wǎng)升壓站并網(wǎng)點電能質(zhì)量在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于它還包括數(shù)據(jù)通訊模塊(9);所述數(shù)據(jù)通訊模塊(9)的通訊數(shù)據(jù)輸出輸入端與核心控制器出)的通訊數(shù)據(jù)輸出輸入端相連。
3.根據(jù)權利要求I或2所述的風電場接入電網(wǎng)升壓站并網(wǎng)點電能質(zhì)量在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于它還包括PQDIF文件轉換器(10);所述PQDIF文件轉換器(10)的文件數(shù)據(jù)輸入端與核心控制器(6)的文件數(shù)據(jù)輸出端相連；所述PQDIF文件轉換器(10)的文件數(shù)據(jù)輸出端與數(shù)據(jù)通訊模塊(9)的文件數(shù)據(jù)輸入端相連。
4.根據(jù)權利要求3所述的風電場接入電網(wǎng)升壓站并網(wǎng)點電能質(zhì)量在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于它還包括打印機(11)，打印機(11)的打印數(shù)據(jù)輸入端與PQDIF文件轉換器(10)的打印數(shù)據(jù)輸出端相連。
5.根據(jù)權利要求4所述的風電場接入電網(wǎng)升壓站并網(wǎng)點電能質(zhì)量在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述數(shù)據(jù)通訊模塊(9)采用有線網(wǎng)絡數(shù)據(jù)通訊模塊或無線數(shù)據(jù)通訊模塊。
全文摘要
風電場接入電網(wǎng)升壓站并網(wǎng)點電能質(zhì)量在線監(jiān)測系統(tǒng)。它涉及電網(wǎng)電能質(zhì)量在線監(jiān)測系統(tǒng)。它為解決目前我國尚沒有專門用于在線監(jiān)測接入電網(wǎng)的風電場的電能質(zhì)量的系統(tǒng)，無法滿足保障電網(wǎng)穩(wěn)定安全而進行實時電能質(zhì)量在線監(jiān)測的系統(tǒng)和方法的問題。電壓、電流信號隔離組件的電壓和電流信號輸入端分別與外部電壓、電流互感器的電壓和電流信號輸出端相連；電壓、電流信號轉換組件的信號輸出端連多通道同步采集卡信號輸入端；多通道同步采集卡的采集信號輸出端與核心控制器的采集信號輸入端相連；核心控制器的存儲數(shù)據(jù)輸出輸入端與存儲器的存儲數(shù)據(jù)輸出輸入端相連；顯示器的顯示信號輸入端與核心控制器的顯示信號輸出端相連。它適用于風電場的升壓站。
文檔編號G01R31/00GK102854424SQ20121034684
公開日2013年1月2日 申請日期2012年9月18日 優(yōu)先權日2012年9月18日
發(fā)明者韓冰, 陳孟楊, 王孝余, 溫祥龍 申請人:黑龍江省電力科學研究院, 國家電網(wǎng)公司