動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償響應(yīng)波形采集系統(tǒng)及采集方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償響應(yīng)波形采集系統(tǒng)及其采集方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)存在的對動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置的響應(yīng)時(shí)間的測試的第一手采樣信息失真的問題。包括主變高、低壓母線、集電線路、動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置電流互感器（7），在主變高壓母線上設(shè)置有主變高壓側(cè)電壓互感器（1），在主變低壓母線上分別設(shè)置有主變低壓側(cè)電壓互感器（2）和動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置電流互感器（7），集電線路依次通過斷路器和集電線路電流互感器與主變高、低壓母線電連接，在動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置電流互感器（7）的二次側(cè)上連接有動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置（6），本發(fā)明通過測量動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置的三相輸出電壓和電流，從而測得其瞬時(shí)無功輸出。特別適合在電網(wǎng)現(xiàn)場使用。
【專利說明】
動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償響應(yīng)波形采集系統(tǒng)及采集方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償響應(yīng)波形采集系統(tǒng)，特別涉及一種在電網(wǎng)中所接入的動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置對擾動(dòng)源的響應(yīng)波形的檢測裝置及檢測方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著風(fēng)電場大規(guī)模接入電網(wǎng)后大批的電力電子裝置的應(yīng)用，運(yùn)行電網(wǎng)出現(xiàn)了一些新的問題。特別是風(fēng)力發(fā)電機(jī)大規(guī)模脫網(wǎng)，會(huì)對電網(wǎng)造成嚴(yán)重沖擊。為了保障電網(wǎng)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，對風(fēng)電場動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置的響應(yīng)時(shí)間提出了新的苛刻要求。根據(jù)有關(guān)規(guī)定，風(fēng)電場動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置的響應(yīng)時(shí)間應(yīng)在30毫秒以內(nèi)，為了滿足要求，需要對運(yùn)行電網(wǎng)的動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置的響應(yīng)時(shí)間進(jìn)行測試，對現(xiàn)場安裝的風(fēng)電場動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置進(jìn)行評價(jià)?，F(xiàn)有的測試方法，僅僅是對三相電中的某一相進(jìn)行擾動(dòng)測試，依據(jù)單項(xiàng)的電流變化來估算動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置整體無功輸出狀。當(dāng)動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置三相輸出不平衡時(shí)，響應(yīng)波形和響應(yīng)時(shí)間的測試結(jié)果是與實(shí)際的三相無功波形及三相無功輸出響應(yīng)時(shí)間存在教大誤差的，導(dǎo)致對動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置的響應(yīng)時(shí)間測試的第一手采樣信息失真。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提供了一種動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償響應(yīng)波形采集系統(tǒng)及其采集方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)存在的對動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置的響應(yīng)時(shí)間的測試的第一手采樣信息失真的問題。
[0004]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案解決以上技術(shù)問題的:
一種動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償響應(yīng)波形采集系統(tǒng)，包括主變高壓母線、主變低壓母線、負(fù)荷最大的第一集電線路、正常運(yùn)行的第二集電線路、動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置電流互感器和錄波儀，在主變高壓母線上設(shè)置有主變高壓側(cè)電壓互感器，在主變低壓母線上分別設(shè)置有主變低壓側(cè)電壓互感器和動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置電流互感器，第一集電線路依次通過第一斷路器和第一集電線路電流互感器與主變低壓母線電連接在一起，第二集電線路依次通過第二斷路器和第二集電線路電流互感器與主變低壓母線電連接在一起，在動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置電流互感器的二次側(cè)上連接有動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置，主變低壓側(cè)電壓互感器的A相電壓輸出端與錄波儀的第一電壓信號采集端連接在一起，主變低壓側(cè)電壓互感器的B相電壓輸出端與錄波儀的第二電壓信號采集端連接在一起，主變低壓側(cè)電壓互感器的C相電壓輸出端與錄波儀的第三電壓信號采集端連接在一起，主變高壓側(cè)電壓互感器的A相電壓輸出端與錄波儀的第四電壓信號采集端連接在一起;動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置電流互感器的A相電流輸出端與錄波儀的第一電流信號采集端連接在一起，動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置電流互感器的B相電流輸出端與錄波儀的第二電流信號采集端連接在一起，動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置電流互感器的C相電流輸出端與錄波儀的第三電流信號采集端連接在一起，第一集電線路電流互感器的A相電流輸出端與錄波儀的第四電流信號采集端連接在一起。
[0005]在錄波儀上連接有響應(yīng)波形分析系統(tǒng)。
[0006]—種動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償響應(yīng)波形采集方法，包括以下步驟: 第一步、選擇負(fù)荷最大的集電線路作為第一集電線路，再選擇其他正常運(yùn)行的一個(gè)集電線路作為第二集電線路；
第二步、將第一集電線路上的全部風(fēng)機(jī)和負(fù)荷退出運(yùn)行，用第一斷路器將第一集電線路切斷，從切斷時(shí)開始計(jì)時(shí)30分鐘，使第一集電線路上的各風(fēng)機(jī)箱變放電完成；
第三步、將主變低壓側(cè)電壓互感器的A相電壓輸出端與錄波儀的第一電壓信號采集端連接在一起，主變低壓側(cè)電壓互感器的B相電壓輸出端與錄波儀的第二電壓信號采集端連接在一起，主變低壓側(cè)電壓互感器的C相電壓輸出端與錄波儀的第三電壓信號采集端連接在一起，主變高壓側(cè)電壓互感器的A相電壓輸出端與錄波儀的第四電壓信號采集端連接在一起;動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置電流互感器的A相電流輸出端與錄波儀的第一電流信號采集端I1連接在一起，動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置電流互感器的B相電流輸出端與錄波儀的第二電流信號采集端連接在一起，動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置電流互感器的C相電流輸出端與錄波儀的第三電流信號采集端連接在一起，第一集電線路電流互感器的A相電流輸出端與錄波儀的第四電流信號采集端連接在一起；
第四步、根據(jù)第一集電線路上的電流，以錄波儀的第四電流信號采集端電流波形輸入為參考設(shè)置錄波器為突變量觸發(fā)錄波，并設(shè)置錄波時(shí)間為100毫秒，觸發(fā)前錄波時(shí)間為10毫秒；
第五步、將第一集電線路上的第一斷路器合上，等待2-3分鐘，完成錄波采樣過程；第六步、將錄波儀記錄數(shù)據(jù)導(dǎo)入響應(yīng)波形分析系統(tǒng)，利用記錄的動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置三相輸出電壓和電流數(shù)據(jù)，基于瞬時(shí)無功計(jì)算理論，繪制出動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置的瞬時(shí)輸出無功曲線；
第七步、將主變高壓側(cè)A相電壓曲線與動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置的瞬時(shí)輸出無功曲線繪制在同一坐標(biāo)軸內(nèi)，以擾動(dòng)電壓達(dá)到動(dòng)態(tài)無功發(fā)生裝置動(dòng)作門檻值作為響應(yīng)起點(diǎn)，以動(dòng)態(tài)無功發(fā)生裝置輸出至目標(biāo)值最大值的90%作為終點(diǎn)，以此計(jì)算動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置的響應(yīng)時(shí)間。
[0007]本發(fā)明利用線路大容量箱變充電引起高壓側(cè)母線電壓波動(dòng)，模擬真實(shí)的系統(tǒng)無功擾動(dòng)，通過單臺(tái)錄波儀實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置的瞬時(shí)無功輸出曲線與被控電壓曲線的自然同步，最終給出了動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置全過程響應(yīng)波形，測試準(zhǔn)確可靠，特別適合在電網(wǎng)現(xiàn)場使用。
【附圖說明】
[0008]圖1是本發(fā)明的檢測電路的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是主變高壓側(cè)A相電壓曲線和動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置的瞬時(shí)輸出無功曲線。
【具體實(shí)施方式】
[0009]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明:
一種動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償響應(yīng)波形采集系統(tǒng)，包括主變高壓母線、主變低壓母線、負(fù)荷最大的第一集電線路3、正常運(yùn)行的第二集電線路5、動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置電流互感器7和錄波儀8，在主變高壓母線上設(shè)置有主變高壓側(cè)電壓互感器I，在主變低壓母線上分別設(shè)置有主變低壓側(cè)電壓互感器2和動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置電流互感器7，第一集電線路3依次通過第一斷路器4和第一集電線路電流互感器10與主變低壓母線電連接在一起，第二集電線路5依次通過第二斷路器和第二集電線路電流互感器與主變低壓母線電連接在一起，在動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置電流互感器7的二次側(cè)上連接有動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置6，主變低壓側(cè)電壓互感器2的A相電壓輸出端與錄波儀8的第一電壓信號采集端￥工連接在一起，主變低壓側(cè)電壓互感器2的B相電壓輸出端與錄波儀8的第二電壓信號采集端％連接在一起，主變低壓側(cè)電壓互感器2的C相電壓輸出端與錄波儀8的第三電壓信號采集端V3連接在一起，主變高壓側(cè)電壓互感器I的A相電壓輸出端與錄波儀8的第四電壓信號采集端V4連接在一起;動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置電流互感器7的A相電流輸出端與錄波儀8的第一電流信號采集端I1連接在一起，動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置電流互感器7的B相電流輸出端與錄波儀8的第二電流信號采集端I2連接在一起，動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置電流互感器7的C相電流輸出端與錄波儀8的第三電流信號采集端I3連接在一起，第一集電線路電流互感器10的A相電流輸出端與錄波儀8的第四電流信號采集端I4連接在一起。
[0010]在錄波儀8上連接有響應(yīng)波形分析系統(tǒng)9。本發(fā)明通過測量動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置的三相輸出電壓和電流，從而測得其瞬時(shí)無功輸出，解決了現(xiàn)有技術(shù)存在的單相測量導(dǎo)致動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置響應(yīng)時(shí)間測試第一手采樣信息的失真問題。
[0011]—種動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償響應(yīng)波形采集方法，包括以下步驟:
第一步、選擇負(fù)荷最大的集電線路作為第一集電線路3，再選擇其他正常運(yùn)行的一個(gè)集電線路作為第二集電線路5;
第二步、將第一集電線路3上的全部風(fēng)機(jī)和負(fù)荷退出運(yùn)行，用第一斷路器4將第一集電線路3切斷，從切斷時(shí)開始計(jì)時(shí)30分鐘，使第一集電線路3上的各風(fēng)機(jī)箱變放電完成；
第三步、將主變低壓側(cè)電壓互感器2的A相電壓輸出端與錄波儀8的第一電壓信號采集端乂:連接在一起，主變低壓側(cè)電壓互感器2的B相電壓輸出端與錄波儀8的第二電壓信號采集端V2連接在一起，主變低壓側(cè)電壓互感器2的C相電壓輸出端與錄波儀8的第三電壓信號采集端V3連接在一起，主變高壓側(cè)電壓互感器I的A相電壓輸出端與錄波儀8的第四電壓信號采集端V4連接在一起;動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置電流互感器7的A相電流輸出端與錄波儀8的第一電流信號采集端I1連接在一起，動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置電流互感器7的B相電流輸出端與錄波儀8的第二電流信號采集端I2連接在一起，動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置電流互感器7的C相電流輸出端與錄波儀8的第三電流信號采集端I3連接在一起，第一集電線路電流互感器10的A相電流輸出端與錄波儀8的第四電流信號采集端I4連接在一起；
第四步、根據(jù)第一集電線路3上的電流，以錄波儀8的第四電流信號采集端I4電流波形輸入為參考設(shè)置錄波器為突變量觸發(fā)錄波，并設(shè)置錄波時(shí)間為100毫秒，觸發(fā)前錄波時(shí)間為1毫秒；
第五步、將第一集電線路3上的第一斷路器4合上，等待2-3分鐘，完成錄波采樣過程；
第六步、將錄波儀8記錄數(shù)據(jù)導(dǎo)入響應(yīng)波形分析系統(tǒng)9，利用記錄的動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置三相輸出電壓和電流數(shù)據(jù)，基于瞬時(shí)無功計(jì)算理論，計(jì)算出動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置的瞬時(shí)輸出無功；
第七步、將主變高壓側(cè)A相電壓曲線與動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置的瞬時(shí)輸出無功曲線繪制在同一坐標(biāo)軸內(nèi)。如圖2所示，以擾動(dòng)電壓達(dá)到動(dòng)態(tài)無功發(fā)生裝置動(dòng)作門檻值，即圖中所示電壓下限臨界點(diǎn)作為響應(yīng)起點(diǎn)；以動(dòng)態(tài)無功發(fā)生裝置輸出至目標(biāo)值最大值的90%作為終點(diǎn)，以此計(jì)算動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置的響應(yīng)時(shí)間。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償響應(yīng)波形采集系統(tǒng)，包括主變高壓母線、主變低壓母線、負(fù)荷最大的第一集電線路(3)、正常運(yùn)行的第二集電線路(5)、動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置電流互感器(7)和錄波儀(8)，在主變高壓母線上設(shè)置有主變高壓側(cè)電壓互感器(I)，在主變低壓母線上分別設(shè)置有主變低壓側(cè)電壓互感器(2)和動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置電流互感器(7)，其特征在于，第一集電線路(3)依次通過第一斷路器(4)和第一集電線路電流互感器(10)與主變低壓母線電連接在一起，第二集電線路(5)依次通過第二斷路器和第二集電線路電流互感器與主變低壓母線電連接在一起，在動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置電流互感器(7)的二次側(cè)上連接有動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置(6)，主變低壓側(cè)電壓互感器(2)的A相電壓輸出端與錄波儀(8)的第一電壓信號采集端(V1)連接在一起，主變低壓側(cè)電壓互感器(2)的B相電壓輸出端與錄波儀(8)的第二電壓信號采集端(V2)連接在一起，主變低壓側(cè)電壓互感器(2)的C相電壓輸出端與錄波儀(8)的第三電壓信號采集端(V3)連接在一起，主變高壓側(cè)電壓互感器(I)的A相電壓輸出端與錄波儀(8)的第四電壓信號采集端(V4)連接在一起;動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置電流互感器(7)的A相電流輸出端與錄波儀(8)的第一電流信號采集端(I1)連接在一起，動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置電流互感器(7)的B相電流輸出端與錄波儀(8)的第二電流信號采集端(I2)連接在一起，動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置電流互感器(7)的C相電流輸出端與錄波儀(8)的第三電流信號采集端(I3)連接在一起，第一集電線路電流互感器(10)的A相電流輸出端與錄波儀(8)的第四電流信號采集端(I4)連接在一起。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償響應(yīng)波形采集系統(tǒng)，其特征在于，在錄波儀(8)上連接有響應(yīng)波形分析系統(tǒng)(9)。3.一種動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償響應(yīng)波形采集方法，包括以下步驟: 第一步、選擇負(fù)荷最大的集電線路作為第一集電線路(3)，再選擇其他正常運(yùn)行的一個(gè)集電線路作為第二集電線路(5); 第二步、將第一集電線路(3)上的全部風(fēng)機(jī)和負(fù)荷退出運(yùn)行，用第一斷路器(4)將第一集電線路(3)切斷，從切斷時(shí)開始計(jì)時(shí)30分鐘，使第一集電線路(3)上的各風(fēng)機(jī)箱變放電完成； 第三步、將主變低壓側(cè)電壓互感器(2)的A相電壓輸出端與錄波儀(8)的第一電壓信號采集端(V1)連接在一起，主變低壓側(cè)電壓互感器(2)的B相電壓輸出端與錄波儀(8)的第二電壓信號采集端(V2)連接在一起，主變低壓側(cè)電壓互感器(2)的C相電壓輸出端與錄波儀(8)的第三電壓信號采集端(V3)連接在一起，主變高壓側(cè)電壓互感器(I)的A相電壓輸出端與錄波儀(8)的第四電壓信號采集端(V4)連接在一起;動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置電流互感器(7)的A相電流輸出端與錄波儀(8)的第一電流信號采集端I1連接在一起，動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置電流互感器(7)的B相電流輸出端與錄波儀(8)的第二電流信號采集端(I2)連接在一起，動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置電流互感器(7)的C相電流輸出端與錄波儀(8)的第三電流信號采集端(I3)連接在一起，第一集電線路電流互感器(10)的A相電流輸出端與錄波儀(8)的第四電流信號采集端(14)連接在一起； 第四步、根據(jù)第一集電線路(3)上的電流，以錄波儀(8)的第四電流信號采集端(I4)電流波形輸入為參考設(shè)置錄波器為突變量觸發(fā)錄波，并設(shè)置錄波時(shí)間為100毫秒，觸發(fā)前錄波時(shí)間為10毫秒； 第五步、將第一集電線路(3)上的第一斷路器(4)合上，等待2-3分鐘，完成錄波采樣過程； 第六步、將錄波儀(8)記錄數(shù)據(jù)導(dǎo)入響應(yīng)波形分析系統(tǒng)(9)，利用記錄的動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置三相輸出電壓和電流數(shù)據(jù)，基于瞬時(shí)無功計(jì)算理論，繪制出動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置的瞬時(shí)輸出無功曲線； 第七步、將主變高壓側(cè)A相電壓曲線與動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置的瞬時(shí)輸出無功曲線繪制在同一坐標(biāo)軸內(nèi)，以擾動(dòng)電壓達(dá)到動(dòng)態(tài)無功發(fā)生裝置動(dòng)作門檻值作為響應(yīng)起點(diǎn)，以動(dòng)態(tài)無功發(fā)生裝置輸出至目標(biāo)值最大值的90%作為終點(diǎn)，以此計(jì)算動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置的響應(yīng)時(shí)間。
【文檔編號】G01R31/00GK105866592SQ201610333001
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年5月18日
【發(fā)明人】常瀟, 楊赟磊, 雷達(dá), 王金浩, 張世鋒, 張敏, 李慧蓬, 李勝文, 徐龍, 宋述勇, 楊亞奇, 郭尊
【申請人】國網(wǎng)山西省電力公司電力科學(xué)研究院