一种风电场场站的三相电压不平衡适应性测试方法及装置与流程

1.本技术涉及电网的风电场技术领域，尤其涉及一种风电场场站的三相电压不平衡适应性测试方法、装置及设备。


背景技术：

2.目前gb/t 36994-2018《风力发电机组电网适应性测试规程》已对风电机组的电网适应性能力现场测试做出了明确的要求，但随着越来越大容量风电场通过动态无功补偿设备svg以及众多风电机组汇集组网、升压、并网等环节接入电网的并网点，且风电机组由于所处位置不同，运行特性具有分散性，风电场场站级的电网适应性不宜由单机电网适应性的结论简单替代，考虑现场测试装置容量限制，需通过仿真试验的方式对风电场场级的电网适应性能力进行评估。
3.根据nb/t 31078-2016《风电场并网性能评价方法标准》，风电场并网点的电网适应性包括电压偏差、闪变、谐波、频率和三相电压不平衡适应性，其中三相电压不平衡适应性是唯一一个要求定量评价的风电场适应性评估项目，三相电压不平衡适应性对风电场适应性评估内容为：在风电机组有功出力不低于50％以上时，根据风电机组电网适应性检测报告，若风电机组三相电压不平衡度为2％时，三相电流不平衡度不大于3％，且风电机组三相电压不平衡度为4％时，三相电流不平衡度不大于5％，则风电场三相电压不平衡度适应性满足要求。上述风电场适应性评估内容仅考虑的风电机组的不平衡性，没有考虑svg设备出力的影响。然而，gb/t 19963-2021《风电场接入电力系统技术规定》明确规定了风电场的电网适应性是并网点处特性，同时由于svg设备的满载出力占风电场额定容量的20～30％，在风电场降功率运行(如svg设备50％出力)出力占比较大不能忽视。
4.由此最新国标gb/t 19963-2021《风电场接入电力系统技术规定》明确要求风电场三相电压不平衡度是并网点处需满足gb/t 15543的指标要求，同时要求风电场内的风电机组正常运行。然而，现有并未对风电场的三相电压不平衡度的定量评估方法和步骤进行明确规定。尤其是没有充分考虑svg设备出力影响。实际海风场一般会配置额定容量的20％～30％的svg设备，在风电场中其日常运行可选择定电压或者定无功控制方式，与风电场的有功出力关系不大。而在风电场有功出力较少时(如整场出力在50％)，svg设备满载容量将可能占比为40％～60％，现有svg设备一般是mmc模块结构，在电压不平衡时可能不平衡电流较大，因此不能忽略svg设备的影响。且在实际风电场场站建模过程中，存在的问题有：一是由于风电机组和svg设备属于不同厂家设备，其封装的电磁模型(即动态链接库模型)平台多样，不同厂家往往采用不同的平台进行建模且建立的模型是无法互联(如pscad/emtdc、matlab、adpss、rtlab、rtds)，无法在短期内、有效的在一个平台下进行完整风电场场站模型，导致不同建模平台不统一造成的难以高效详细模拟风电场场站和验证负序电流的技术难题；二是大型海上风电场的一次设备元件众多，对于包含数十台至数百台风电机组的大型海风场/场群，若所有风电机组都采用动态链接库进行建模将带来仿真规模和仿真效率的突出矛盾。


技术实现要素：

5.本技术实施例提供了一种风电场场站的三相电压不平衡适应性测试方法、装置及设备，用于解决现有构建风电场场站的模型不能满足风电场适应性评估的要求的技术问题。
6.为了实现上述目的，本技术实施例提供如下技术方案：
7.一种风电场场站的三相电压不平衡适应性测试方法，包括以下步骤：
8.获取风电场场站的拓扑结构图，并根据所述拓扑结构图在digsilent/pf平台上构建风电场场站的正序分量模型；
9.根据所述拓扑结构图以及具有负序电流控制的风电场场站的风电机组和svg设备，在digsilent/pf平台上构建风电场场站的负序分量模型；
10.对所述正序分量模型和所述负序分量模型分别进行风电场并网点三相电压不平衡适应性仿真测试，得到测试结果；
11.根据风电场并网点三相电压不平衡度评估技术指标对所述测试结果进行评估，得到风电场场站三相电压不平衡适应性的评估结果。
12.优选地，对所述正序分量模型和所述负序分量模型分别进行风电场并网点三相电压不平衡适应性仿真试验，得到测试结果包括：
13.获取仿真的初始参数，所述初始参数包括初始功率、测试工况、仿真时间、电压不平衡度、并网点的初始电压和额定频率；
14.根据所述初始参数对所述正序分量模型和所述负序分量模型分别进行仿真测试，得到与电压不平衡度对应风电场场站并网点的电流正序分量和电流负序分量；
15.根据所述电流正序分量和所述电流负序分量计算，得到与所述电压不平衡度对应的三相电流不平衡度；
16.其中，所述测试结果包括电流正序分量、电流负序分量和三相电流不平衡度。
17.优选地，根据风电场并网点三相电压不平衡度评估技术指标对所述测试结果进行评估，得到风电场场站三相电压不平衡适应性的评估结果包括：
18.当风电场场站并网点的电压不平衡度为2％时，若所述三相电流不平衡度不大于3％，则风电场场站的三相电压不平衡适应性满足电网适应性要求；
19.当风电场场站并网点的电压不平衡度为4％时，若所述三相电流不平衡度不大于5％，则风电场场站的三相电压不平衡适应性满足电网适应性要求。
20.优选地，构建风电场场站的负序分量模型的内容包括：
21.获取风电场场站在不平衡电压下的电流不平衡贡献系数；
22.根据所述电流不平衡贡献系数确定svg设备复合模型的负序电流控制参数和风电机组控制模型的负序电流控制参数；
23.在digsilent/pf平台上构建增加负序电流控制的svg设备复合模型和风电机组控制模型；
24.根据所述拓扑结构图在digsilent/pf平台上构建负序分量模型过程中将svg设备模型和风电机组模型替换为对应的svg设备复合模型和风电机组控制模型后，再根据所述拓扑结构图在digsilent/pf平台上构建风电场场站的负序分量模型。
25.优选地，根据所述电流不平衡贡献系数确定svg设备复合模型的负序电流控制参
数和风电机组控制模型的负序电流控制参数包括：
26.获取svg设备模型的交流电压负序分量和风电机组模型的电流控制输出的正序d轴电流指令；
27.根据所述交流电压负序分量和所述电流不平衡贡献系数计算，得到所述svg设备复合模型的负序电流控制参数的q轴电流指令；
28.根据所述正序d轴电流指令和所述电流不平衡贡献系数计算，得到所述风电机组控制模型的负序电流控制参数的d轴电流控制输入指令；
29.其中，所述svg设备复合模型的负序电流控制参数还包括d轴电流指令，该d轴电流指令的数值为0；所述风电机组控制模型的负序电流控制参数还包括q轴电流控制输入指令，该q轴电流控制输入指令的数值为0。
30.本技术还提供一种风电场场站的三相电压不平衡适应性测试装置，包括正序模型构建模块、负序模型构建模块、仿真测试模块和评估输出模块；
31.所述正序模型构建模块，用于获取风电场场站的拓扑结构图，并根据所述拓扑结构图在digsilent/pf平台上构建风电场场站的正序分量模型；
32.所述负序模型构建模块，用于根据所述拓扑结构图以及具有负序电流控制的风电场场站的风电机组和svg设备，在digsilent/pf平台上构建风电场场站的负序分量模型；
33.所述仿真测试模块，用于对所述正序分量模型和所述负序分量模型分别进行风电场并网点三相电压不平衡适应性仿真测试，得到测试结果；
34.所述评估输出模块，用于根据风电场并网点三相电压不平衡度评估技术指标对所述测试结果进行评估，得到风电场场站三相电压不平衡适应性的评估结果。
35.优选地，所述仿真测试模块包括仿真参数获取子模块、仿真测试子模块和计算输出子模块；
36.所述仿真参数获取子模块，用于获取仿真的初始参数，所述初始参数包括初始功率、测试工况、仿真时间、电压不平衡度、并网点的初始电压和额定频率；
37.所述仿真测试子模块，用于根据所述初始参数对所述正序分量模型和所述负序分量模型分别进行仿真测试，得到与电压不平衡度对应风电场场站并网点的电流正序分量和电流负序分量；
38.所述计算输出子模块，用于根据所述电流正序分量和所述电流负序分量计算，得到与所述电压不平衡度对应的三相电流不平衡度；
39.其中，所述测试结果包括电流正序分量、电流负序分量和三相电流不平衡度。
40.优选地，所述评估输出模块还用于当风电场场站并网点的电压不平衡度为2％时，若所述三相电流不平衡度不大于3％，则风电场场站的三相电压不平衡适应性满足电网适应性要求；以及当风电场场站并网点的电压不平衡度为4％时，若所述三相电流不平衡度不大于5％，则风电场场站的三相电压不平衡适应性满足电网适应性要求。
41.优选地，所述负序模型构建模块包括数据获取子模块、控制参数子模块和模型构建子模块；
42.所述数据获取子模块，用于获取风电场场站在不平衡电压下的电流不平衡贡献系数、svg设备模型的交流电压负序分量和风电机组模型的电流控制输出的正序d轴电流指令；
43.所述控制参数确定子模块，用于根据所述电流不平衡贡献系数确定svg设备复合模型的负序电流控制参数和风电机组控制模型的负序电流控制参数；
44.所述模型构建子模块，用于在digsilent/pf平台上构建增加负序电流控制的svg设备复合模型和风电机组控制模型，将svg设备模型和风电机组模型替换为对应的svg设备复合模型和风电机组控制模型后，再根据所述拓扑结构图在digsilent/pf平台上构建风电场场站的负序分量模型；
45.其中，根据所述交流电压负序分量和所述电流不平衡贡献系数计算，得到所述svg设备复合模型的负序电流控制参数的q轴电流指令；根据所述正序d轴电流指令和所述电流不平衡贡献系数计算，得到所述风电机组控制模型的负序电流控制参数的d轴电流控制输入指令；所述svg设备复合模型的负序电流控制参数还包括d轴电流指令，该d轴电流指令的数值为0；所述风电机组控制模型的负序电流控制参数还包括q轴电流控制输入指令，该q轴电流控制输入指令的数值为0。
46.本技术还提供一种终端设备，包括处理器以及存储器；
47.所述存储器，用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；
48.所述处理器，用于根据所述程序代码中的指令执行上述所述的风电场场站的三相电压不平衡适应性测试方法。
49.从以上技术方案可以看出，本技术实施例具有以下优点：该风电场场站的三相电压不平衡适应性测试方法、装置及设备，该方法包括获取风电场场站的拓扑结构图，并根据拓扑结构图在digsilent/pf平台上构建风电场场站的正序分量模型；根据拓扑结构图以及具有负序电流控制的风电场场站的风电机组和svg设备，在digsilent/pf平台上构建风电场场站的负序分量模型；对正序分量模型和负序分量模型分别进行风电场并网点三相电压不平衡适应性仿真测试，得到测试结果；根据风电场并网点三相电压不平衡度评估技术指标对测试结果进行评估，得到风电场场站三相电压不平衡适应性的评估结果。该风电场场站的三相电压不平衡适应性测试方法通过构建的正序分量模型和负序分量模型分别进行风电场并网点三相电压不平衡适应性仿真测试，得到测试结果；之后根据测试结果与风电场并网点三相电压不平衡度评估技术指标比较，实现了对风电场场站的三相电压不平衡适应性测试。解决了现有构建风电场场站的模型不能满足风电场适应性评估的要求的技术问题。
附图说明
50.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
51.图1为本技术实施例所述的风电场场站的三相电压不平衡适应性测试方法的步骤流程图；
52.图2为本技术实施例所述的风电场场站的三相电压不平衡适应性测试方法中风电场场站的拓扑结构图；
53.图3为本技术实施例所述的风电场场站的三相电压不平衡适应性测试方法中svg
设备复合模型的框架示意图；
54.图4为本技术实施例所述的风电场场站的三相电压不平衡适应性测试方法中svg设备复合模型定电压模式控制系统的框架示意图；
55.图5为本技术实施例所述的风电场场站的三相电压不平衡适应性测试方法中svg设备复合模型的第一运行工况仿真波形图；
56.图6为本技术实施例所述的风电场场站的三相电压不平衡适应性测试方法中svg设备复合模型的第二运行工况仿真波形图；
57.图7为本技术实施例所述的风电场场站的三相电压不平衡适应性测试方法中现有svg设备模型的第一运行工况仿真波形图；
58.图8为本技术实施例所述的风电场场站的三相电压不平衡适应性测试方法中现有svg设备模型的第二运行工况仿真波形图；
59.图9为本技术实施例所述的风电场场站的三相电压不平衡适应性测试方法中风电机组控制模型的框架图；
60.图10为本技术实施例所述的风电场场站的三相电压不平衡适应性测试方法中风电机组控制模型的第一运行工况仿真波形图；
61.图11为本技术实施例所述的风电场场站的三相电压不平衡适应性测试方法中风电机组控制模型的第二运行工况仿真波形图；
62.图12为本技术实施例所述的风电场场站的三相电压不平衡适应性测试方法中负序分量模型的拓扑电路示意图；
63.图13为本技术实施例所述的风电场场站的三相电压不平衡适应性测试方法第四种测试工况的仿真波形图；
64.图14为本技术实施例的风电场场站的三相电压不平衡适应性测试装置的框架图。
具体实施方式
65.为使得本技术的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而非全部的实施例。基于本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。
66.本技术实施例提供了一种风电场场站的三相电压不平衡适应性测试方法、装置及设备，用于解决了现有构建风电场场站的模型不能满足风电场适应性评估的要求的技术问题。
67.实施例一：
68.图1为本技术实施例所述的风电场场站的三相电压不平衡适应性测试方法的步骤流程图，图2为本技术实施例所述的风电场场站的三相电压不平衡适应性测试方法中风电场场站的拓扑结构图。
69.如图2所示，在本技术实施例中，大型风电场场站包括通过集电线路、变压器、送电线路连接数十/百台风电机组以及在风电场场站的并网点安装有电抗器和数台动态无功补偿设备svg组成的。风电场场站可以为海上风电场场站，也可以为陆上风电场场站。
70.如图1所示，本技术实施例提供了一种风电场场站的三相电压不平衡适应性测试方法，包括以下步骤：
71.s1.获取风电场场站的拓扑结构图，并根据拓扑结构图在digsilent/pf平台上构建风电场场站的正序分量模型。
72.需要说明的是，在步骤s1中根据风电场场站的拓扑结构图在digsilent/pf平台上构建风电场场站的正序分量模型。在本实施例中，按照如图2所示的风电场场站的拓扑结构图，在digsilent/pf平台中构建风电场场站的正序分量模型，风电场场站内的主要设备包括：风电机组模型、无功补偿设备模型(svg设备模型)、变压器模型、电力线路模型等。风电场场站内的主要设备可采用digsilent/pf平台上的仿真软件中的标准模型，在digsilent/pf平台构建风电场场站的正序分量模型的方法可参考行标nb/t 31075
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2016《风电场电气仿真模型建模及验证规程》实现。其中，其中，行标nb/t31075
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2016《风电场电气仿真模型建模及验证规程》是电网领域公开的技术知识，此处不对行标nb/t 31075
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2016《风电场电气仿真模型建模及验证规程》的内容进行详细阐述。
73.s2.根据拓扑结构图以及具有负序电流控制的风电场场站的风电机组和svg设备，在digsilent/pf平台上构建风电场场站的负序分量模型。
74.需要说明的是，在步骤s2中是参考《gbt19963-风电场接入电力系统技术规定》、《nb/t 31075-2016风电场电气仿真模型建模及验证规程》等电力标准构建的。
75.在本技术实施例中，构建风电场场站的负序分量模型的内容包括：
76.获取风电场场站在不平衡电压下的电流不平衡贡献系数；
77.根据电流不平衡贡献系数确定svg设备复合模型的负序电流控制参数和风电机组控制模型的负序电流控制参数；
78.在digsilent/pf平台上构建增加负序电流控制的svg设备复合模型和风电机组控制模型；
79.根据拓扑结构图在digsilent/pf平台上构建负序分量模型过程中将svg设备模型和风电机组模型替换为对应的svg设备复合模型和风电机组控制模型后，再根据拓扑结构图在digsilent/pf平台上构建风电场场站的负序分量模型；
80.其中，根据电流不平衡贡献系数确定svg设备复合模型的负序电流控制参数和风电机组控制模型的负序电流控制参数包括：
81.获取svg设备模型的交流电压负序分量和风电机组模型的电流控制输出的正序d轴电流指令；
82.根据交流电压负序分量和电流不平衡贡献系数计算，得到svg设备复合模型的负序电流控制参数的q轴电流指令；
83.根据正序d轴电流指令和电流不平衡贡献系数计算，得到风电机组控制模型的负序电流控制参数的d轴电流控制输入指令；
84.其中，svg设备复合模型的负序电流控制参数还包括d轴电流指令，该d轴电流指令的数值为0；风电机组控制模型的负序电流控制参数还包括q轴电流控制输入指令，该q轴电流控制输入指令的数值为0。
85.需要说明的是，在digsilent/pf平台上构建风电场场站的负序分量模型过程中，由于风电机组和svg设备含有电力电子器件，需要在风电场场站的svg设备模型和风电机组
模型增加负序电流控制，便于建模。在本实施例中，svg设备模型采用基于igbt的全桥拓扑级联链式结构，换流器开关损耗小，输出电压和电流谐波含量少。现有影响svg设备动态性能和故障穿越能力的控制环节主要包括内环dq轴电流控制环节、稳态定电压控制环节、稳态定无功控制环节、静差控制环节、暂态快速无功控制环节和桥臂电容电压控制环节。
86.图3为本技术实施例所述的风电场场站的三相电压不平衡适应性测试方法中svg设备复合模型的框架示意图，图4为本技术实施例所述的风电场场站的三相电压不平衡适应性测试方法中svg设备复合模型定电压模式控制系统的框架示意图。
87.在本技术实施例中，在digsilent/pf平台上构建增加负序电流控制的svg设备复合模型过程中，svg设备模型包括测量单元(直流电压、交流电压、无功功率等)、锁相环、控制功能模型、svg受控对象等。其中，控制功能模型如图4所示的定电压模式控制系统功能模型，svg受控对象关联基于mmc的svg变流器。由于digsilent/pf平台本身开放了svg变流器等电力电子变换器的负序电流指令输入接口，可方便直接进行变流器的负序电流控制。因此在digsilent/pf平台上构建增加负序电流控制的svg设备复合模型如图3所示。
88.需要说明的是，svg设备复合模型的负序电流控制参数的q轴电流指令是由交流电压负序分量与电流不平衡贡献系数相乘得到的。
89.在本技术实施例中，对构建的svg设备复合模型进行验证，验证的内容包括：
90.获取验证模型的运行工况；
91.根据运行工况分别对svg设备复合模型和svg设备模型进行svg电压不平衡适应性仿真试验，得到与运行工况对应的第一仿真波形图和第二仿真波形图；
92.根据第一仿真波形图和第二仿真波形图得到与svg设备复合模型和svg设备模型对应的第一电流不平衡度和第二电流不平衡度；
93.将第一电流不平衡度和第二电流不平衡度与运行工况的实际电流不平衡度比较，得到svg设备复合模型是否通过验证。
94.图5为本技术实施例所述的风电场场站的三相电压不平衡适应性测试方法中svg设备复合模型的第一运行工况仿真波形图，图6为本技术实施例所述的风电场场站的三相电压不平衡适应性测试方法中svg设备复合模型的第二运行工况仿真波形图，图7为本技术实施例所述的风电场场站的三相电压不平衡适应性测试方法中现有svg设备模型的第一运行工况仿真波形图，图8为本技术实施例所述的风电场场站的三相电压不平衡适应性测试方法中现有svg设备模型的第二运行工况仿真波形图。
95.需要说明的是，以某一实际40mvar/35kvsvg设备的测试结果为例进行说明，运行工况的数据如表1所示，svg的额定电流为in＝1.1pu，pu为对应电气量的标幺值。由图5可知，输出的负序电流不平衡度为0.002214/in＝0.2％，与表1的第一运行工况1的测试数据相符。由图6可知，输出的负序电流不平衡度为0.004407/in＝0.4％，与表1的第二运行工况2的测试数据相符。由图7可知，输出的负序电流不平衡度为0.04472/in＝0.4％，输出的负序电流不平衡度大约是表1第一运行工况1的测试数据的20倍，与实际特性严重不符。由图8可知，输出的负序电流不平衡度为0.08914/in＝8.1％，输出的负序电流不平衡度约是表1的第二运行工况2测试数据的20倍，与实际特性严重不符，此验证了构建增加负序电流控制的svg设备复合模型符合风电场场站的三相电压不平衡适应性测试需求。
96.表1为svg设备运行工况的电压不平衡测试数据
97.运行工况序号三相电压不平衡度％三相电流不平衡度％12％0.2％24％0.4％
98.图9为本技术实施例所述的风电场场站的三相电压不平衡适应性测试方法中风电机组控制模型的框架图，图10为本技术实施例所述的风电场场站的三相电压不平衡适应性测试方法中风电机组控制模型的第一运行工况仿真波形图，图11为本技术实施例所述的风电场场站的三相电压不平衡适应性测试方法中风电机组控制模型的第二运行工况仿真波形图，图12为本技术实施例所述的风电场场站的三相电压不平衡适应性测试方法中负序分量模型的拓扑电路示意图。
99.在本技术实施例中，在digsilent/pf平台上构建增加负序电流控制的风电机组控制模型过程中，现有的风电机组模型包括：
100.功率测量模块，用于测量风电机组的箱变低压侧有功功率和无功功率；
101.电压测量模块，用于测量风电机组箱的变低压侧正序电压；
102.pq控制模块，用于变流器的有功和无功控制，输出变流器电流控制模块的指令；
103.电流测量模块，用于测量风电机组的箱变低压侧正序电流；
104.锁相环，用于测量风电机组母线的相角信息；
105.发电机控制模块，用于选择控制方式，控制方式包括电压控制和直接电流控制；
106.电流控制模块，用于输出变流器内环控制指令给发电机控制系统，输出正序d轴电流指令和正序q轴电流指令。
107.需要说明的是，构建的风电机组控制模型的发电机控制模块选择采用直流电流控制。述风电机组控制模型的负序电流控制参数的d轴电流控制输入指令是由正序d轴电流指令与电流不平衡贡献系数相乘得到。由图9可知，构建的风电机组控制模型增加不平衡控制模块。
108.在本技术实施例中，对构建的风电机组控制模型进行验证，验证的内容包括：
109.获取验证模型的运行工况；
110.根据运行工况分别对风电机组控制模型进行三相电压不平衡适应性仿真试验，得到与运行工况对应的第三仿真波形图和第四仿真波形图；
111.根据第三仿真波形图和第四仿真波形图得到与风电机组控制模型对应的第三电流不平衡度和第四电流不平衡度；
112.将第三电流不平衡度和第四电流不平衡度与运行工况的实际电流不平衡度比较，得到风电机组控制模型是否通过验证。
113.需要说明的是，以某一实际40mvar/35kvsvg设备的测试结果为例进行说明，运行工况的数据如表1所示。由图10可知，风电机组并网点电压在2％不平衡度时，输出的负序电流不平衡度为0.82％，与表1的第一运行工况1的测试数据相符。由图11可知，风电机组并网点电压在4％不平衡度时，输出的负序电流不平衡度为1.162％，与表1的第二运行工况2的测试数据相符。在本实施例中，采用digsilent/pf平台对某一海风场的实际电气结构和电气参数进行风电场场站的负序分量模型建模，如图12所示。与实际拓扑一致，风电场场站的负序分量模型包括40台风电机组、10条集电线路、2台svg设备、2台风电场主升压变压器，外部电网采用电压源加等效阻抗的方式进行等效等。电气参数包括风电场场站内部一次设备
之间(如不同风电机组之间、集电线路、变压器、svg设备、电抗器)的连接关系以及相应的一次设备的参数和控制保护参数等。一次设备的参数和控制保护参数如功率、额定功率、额定电压、电流等。
114.s3.对正序分量模型和负序分量模型分别进行风电场并网点三相电压不平衡适应性仿真测试，得到测试结果。
115.需要说明的是，在步骤s3中是根据构建的正序分量模型和负序分量模型分别进行风电场并网点三相电压不平衡适应性仿真测试，并得到测试结果为后续进行风电场场站的三相电压不平衡适应性测试提供数据。其中，测试结果包括电流正序分量、电流负序分量和三相电流不平衡度。
116.s4.根据风电场并网点三相电压不平衡度评估技术指标对测试结果进行评估，得到风电场场站三相电压不平衡适应性的评估结果。
117.需要说明的是，在步骤s4中是根据风电场并网点三相电压不平衡度评估技术指标对步骤s3得到的测试结果进行评价。
118.在本技术实施例中，根据风电场并网点三相电压不平衡度评估技术指标对测试结果进行评估，得到风电场场站三相电压不平衡适应性的评估结果包括：
119.当风电场场站并网点的电压不平衡度为2％时，若三相电流不平衡度不大于3％，则风电场场站的三相电压不平衡适应性满足电网适应性要求；
120.当风电场场站并网点的电压不平衡度为4％时，若三相电流不平衡度不大于5％，则风电场场站的三相电压不平衡适应性满足电网适应性要求。
121.需要说明的是，该风电场场站的三相电压不平衡适应性测试方法的风电场场站的三相电压不平衡适应性满足电网适应性要求，电网适应性要求指的是风电场当风电场场站并网点的三相不平衡度满足gb/t 15543、gb/t19963-2021的规定情况时，风电场场站内的风电机组应能正常运行。其中，gb/t 15543、gb/t 19963-2021的规定内容都是电网领域公开的行规，此处不作详细阐述。
122.本技术提供的一种风电场场站的三相电压不平衡适应性测试方法，该方法包括获取风电场场站的拓扑结构图，并根据拓扑结构图在digsilent/pf平台上构建风电场场站的正序分量模型；根据拓扑结构图以及具有负序电流控制的风电场场站的风电机组和svg设备，在digsilent/pf平台上构建风电场场站的负序分量模型；对正序分量模型和负序分量模型分别进行风电场并网点三相电压不平衡适应性仿真测试，得到测试结果；根据风电场并网点三相电压不平衡度评估技术指标对测试结果进行评估，得到风电场场站三相电压不平衡适应性的评估结果。该风电场场站的三相电压不平衡适应性测试方法通过构建的正序分量模型和负序分量模型分别进行风电场并网点三相电压不平衡适应性仿真测试，得到测试结果；之后根据测试结果与风电场并网点三相电压不平衡度评估技术指标比较，实现对风电场场站的三相电压不平衡适应性测试。解决了现有构建风电场场站的模型不能满足风电场适应性评估的要求的技术问题。
123.图13为本技术实施例所述的风电场场站的三相电压不平衡适应性测试方法第四种测试工况的仿真波形图。
124.在本技术的一个实施例中，对正序分量模型和负序分量模型分别进行风电场并网点三相电压不平衡适应性仿真试验，得到测试结果包括：
125.获取仿真的初始参数，初始参数包括初始功率、测试工况、仿真时间、电压不平衡度、并网点的初始电压和额定频率；
126.根据初始参数对正序分量模型和负序分量模型分别进行仿真测试，得到与电压不平衡度对应风电场场站并网点的电流正序分量和电流负序分量；
127.根据电流正序分量和电流负序分量计算，得到与电压不平衡度对应的三相电流不平衡度。
128.需要说明的是，每次对正序分量模型和负序分量模型进行仿真测试的仿真时间不少于2倍风电机组保护设置的最大保护延时时间。风电场场站并网点的初始电压可以选为1.0pu，风电场场站并网点的额定频率可以选择为50hz。电压不平衡度包括并网点电压不平衡度为2％和并网点电压不平衡度为4％。初始功率指的是风电场场站的有功功率1.0pu和svg设备的无功功率。测试工况包括风电场场站的0.95pn有功功率输出及无功功率svg设备容性满载输出的第一种测试工况、风电场场站的0.95pn有功功率输出及无功功率svg设备感性满载输出的第二种测试工况、风电场场站的0.5pn有功功率输出及无功功率svg设备容性满载输出的第三种测试工况和风电场场站的0.5pn有功功率输出及无功功率svg设备感性满载输出的第四种测试工况。电压不平衡度可以选为2％和4％。三相电流不平衡度的计算公式为：i
dub
＝i2/i1，式中，i
dub
为三相电流不平衡度，i2为电流负序分量，i1为电流正序分量。在本实施例中，以第四种测试工况作为案例进行风电场场站的三相电压不平衡适应性测试，仿真结果如图13所示，仿真测试的数据如表2所示。
129.表2为电压不平衡仿真测试的第四种测试工况数据
130.关注的电气量仿真结果风电场并网点稳态总有功功率输出/mw122.6风电场并网点稳态总无功功率输出/mvar-30.3风电场并网点不平衡期间总有功功率输出/mw122.7风电场并网点不平衡期间总无功功率输出/mvar54.4不平衡期间svg设备功率输出(两台)/mvar18.4(容性)并网点正序电压/pu1.005并网点负序电压/pu0.03954并网点电压不平衡度/％3.93并网点正序电流/pu0.5344并网点负序电流/pu0.02672并网点电流不平衡度/％4.996
131.由表2和图13可知，在第四种测试工况下进行仿真测试，海上风电场搀扶着并网点的电压不平衡度为3.93％时，送入电网电流不平衡度为4.996％，在标准的临界状态。该风电场场站的三相电压不平衡适应性测试方法由于digsilent/pf平台在新能源建模时具有独立、便捷控制负序电流的建模优势，构建的负序分量模型可快速模拟风电机组或svg设备的封装模型的负序电流不平衡特性，进而克服不同建模平台不统一造成的难以高效详细模拟场站和验证负序电流的问题。
132.实施例二：
133.图14为本技术实施例所述的风电场场站的三相电压不平衡适应性测试装置的框
架图。
134.如图14所示，本技术实施例提供了一种风电场场站的三相电压不平衡适应性测试装置，包括正序模型构建模块10、负序模型构建模块20、仿真测试模块30和评估输出模块40；
135.正序模型构建模块10，用于获取风电场场站的拓扑结构图，并根据拓扑结构图在digsilent/pf平台上构建风电场场站的正序分量模型；
136.负序模型构建模块20，用于根据拓扑结构图以及具有负序电流控制的风电场场站的风电机组和svg设备，在digsilent/pf平台上构建风电场场站的负序分量模型；
137.仿真测试模块30，用于对正序分量模型和负序分量模型分别进行风电场并网点三相电压不平衡适应性仿真测试，得到测试结果；
138.评估输出模块40，用于根据风电场并网点三相电压不平衡度评估技术指标对测试结果进行评估，得到风电场场站三相电压不平衡适应性的评估结果。
139.在本技术实施例中，仿真测试模块30包括仿真参数获取子模块、仿真测试子模块和计算输出子模块；
140.仿真参数获取子模块，用于获取仿真的初始参数，初始参数包括初始功率、测试工况、仿真时间、电压不平衡度、并网点的初始电压和额定频率；
141.仿真测试子模块，用于根据初始参数对正序分量模型和负序分量模型分别进行仿真测试，得到与电压不平衡度对应风电场场站并网点的电流正序分量和电流负序分量；
142.计算输出子模块，用于根据电流正序分量和电流负序分量计算，得到与电压不平衡度对应的三相电流不平衡度；
143.其中，测试结果包括电流正序分量、电流负序分量和三相电流不平衡度。
144.在本技术实施例中，评估输出模块40还用于当风电场场站并网点的电压不平衡度为2％时，若三相电流不平衡度不大于3％，则风电场场站的三相电压不平衡适应性满足电网适应性要求；以及当风电场场站并网点的电压不平衡度为4％时，若三相电流不平衡度不大于5％，则风电场场站的三相电压不平衡适应性满足电网适应性要求。
145.在本技术实施例中，负序模型构建模块20包括数据获取子模块、控制参数子模块和模型构建子模块；
146.数据获取子模块，用于获取风电场场站在不平衡电压下的电流不平衡贡献系数、svg设备模型的交流电压负序分量和风电机组模型的电流控制输出的正序d轴电流指令；
147.控制参数确定子模块，用于根据电流不平衡贡献系数确定svg设备复合模型的负序电流控制参数和风电机组控制模型的负序电流控制参数；
148.模型构建子模块，用于在digsilent/pf平台上构建增加负序电流控制的svg设备复合模型和风电机组控制模型，将svg设备模型和风电机组模型替换为对应的svg设备复合模型和风电机组控制模型后，再根据拓扑结构图在digsilent/pf平台上构建风电场场站的负序分量模型；
149.其中，根据交流电压负序分量和电流不平衡贡献系数计算，得到svg设备复合模型的负序电流控制参数的q轴电流指令；根据正序d轴电流指令和电流不平衡贡献系数计算，得到风电机组控制模型的负序电流控制参数的d轴电流控制输入指令；svg设备复合模型的负序电流控制参数还包括d轴电流指令，该d轴电流指令的数值为0；风电机组控制模型的负
序电流控制参数还包括q轴电流控制输入指令，该q轴电流控制输入指令的数值为0。
150.需要说明的是，实施例二装置中模块对应于实施例一方法中的步骤，该风电场场站的三相电压不平衡适应性测试方法的内容已在实施例一中详细阐述了，在此实施例二中不再对装置中模块的内容进行详细阐述。
151.实施例三：
152.本技术实施例提供了一种终端设备，包括处理器以及存储器；
153.存储器，用于存储程序代码，并将程序代码传输给处理器；
154.处理器，用于根据程序代码中的指令执行上述的风电场场站的三相电压不平衡适应性测试方法。
155.示例性的，计算机程序可以被分割成一个或多个模块/单元，一个或者多个模块/单元被存储在存储器中，并由处理器执行，以完成本技术。一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述计算机程序在终端设备中的执行过程。
156.终端设备可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。终端设备可包括，但不仅限于，处理器、存储器。本领域技术人员可以理解，并不构成对终端设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如终端设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
157.所称处理器可以是中央处理单元(central processing unit，cpu)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor，dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、现成可编程门阵列(field-programmable gate array，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
158.存储器可以是终端设备的内部存储单元，例如终端设备的硬盘或内存。存储器也可以是终端设备的外部存储设备，例如终端设备上配备的插接式硬盘，智能存储卡(smart media card，smc)，安全数字(secure digital，sd)卡，闪存卡(flash card)等。进一步地，存储器还可以既包括终端设备的内部存储单元也包括外部存储设备。存储器用于存储计算机程序以及终端设备所需的其他程序和数据。存储器还可以用于暂时的存储已经输出或者将要输出的数据。
159.所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
160.在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其他的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其他的形式。
161.所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个
网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
162.另外，在本技术各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
163.所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本技术的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本技术各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
164.以上所述，以上实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的精神和范围。

技术特征：
1.一种风电场场站的三相电压不平衡适应性测试方法，其特征在于，包括以下步骤：获取风电场场站的拓扑结构图，并根据所述拓扑结构图在digsilent/pf平台上构建风电场场站的正序分量模型；根据所述拓扑结构图以及具有负序电流控制的风电场场站的风电机组和svg设备，在digsilent/pf平台上构建风电场场站的负序分量模型；对所述正序分量模型和所述负序分量模型分别进行风电场并网点三相电压不平衡适应性仿真测试，得到测试结果；根据风电场并网点三相电压不平衡度评估技术指标对所述测试结果进行评估，得到风电场场站三相电压不平衡适应性的评估结果。2.根据权利要求1所述的风电场场站的三相电压不平衡适应性测试方法，其特征在于，对所述正序分量模型和所述负序分量模型分别进行风电场并网点三相电压不平衡适应性仿真试验，得到测试结果包括：获取仿真的初始参数，所述初始参数包括初始功率、测试工况、仿真时间、电压不平衡度、并网点的初始电压和额定频率；根据所述初始参数对所述正序分量模型和所述负序分量模型分别进行仿真测试，得到与电压不平衡度对应风电场场站并网点的电流正序分量和电流负序分量；根据所述电流正序分量和所述电流负序分量计算，得到与所述电压不平衡度对应的三相电流不平衡度；其中，所述测试结果包括电流正序分量、电流负序分量和三相电流不平衡度。3.根据权利要求2所述的风电场场站的三相电压不平衡适应性测试方法，其特征在于，根据风电场并网点三相电压不平衡度评估技术指标对所述测试结果进行评估，得到风电场场站三相电压不平衡适应性的评估结果包括：当风电场场站并网点的电压不平衡度为2％时，若所述三相电流不平衡度不大于3％，则风电场场站的三相电压不平衡适应性满足电网适应性要求；当风电场场站并网点的电压不平衡度为4％时，若所述三相电流不平衡度不大于5％，则风电场场站的三相电压不平衡适应性满足电网适应性要求。4.根据权利要求1所述的风电场场站的三相电压不平衡适应性测试方法，其特征在于，构建风电场场站的负序分量模型的内容包括：获取风电场场站在不平衡电压下的电流不平衡贡献系数；根据所述电流不平衡贡献系数确定svg设备复合模型的负序电流控制参数和风电机组控制模型的负序电流控制参数；在digsilent/pf平台上构建增加负序电流控制的svg设备复合模型和风电机组控制模型；根据所述拓扑结构图在digsilent/pf平台上构建负序分量模型过程中将svg设备模型和风电机组模型替换为对应的svg设备复合模型和风电机组控制模型后，再根据所述拓扑结构图在digsilent/pf平台上构建风电场场站的负序分量模型。5.根据权利要求4所述的风电场场站的三相电压不平衡适应性测试方法，其特征在于，根据所述电流不平衡贡献系数确定svg设备复合模型的负序电流控制参数和风电机组控制模型的负序电流控制参数包括：
获取svg设备模型的交流电压负序分量和风电机组模型的电流控制输出的正序d轴电流指令；根据所述交流电压负序分量和所述电流不平衡贡献系数计算，得到所述svg设备复合模型的负序电流控制参数的q轴电流指令；根据所述正序d轴电流指令和所述电流不平衡贡献系数计算，得到所述风电机组控制模型的负序电流控制参数的d轴电流控制输入指令；其中，所述svg设备复合模型的负序电流控制参数还包括d轴电流指令，该d轴电流指令的数值为0；所述风电机组控制模型的负序电流控制参数还包括q轴电流控制输入指令，该q轴电流控制输入指令的数值为0。6.一种风电场场站的三相电压不平衡适应性测试装置，其特征在于，包括正序模型构建模块、负序模型构建模块、仿真测试模块和评估输出模块；所述正序模型构建模块，用于获取风电场场站的拓扑结构图，并根据所述拓扑结构图在digsilent/pf平台上构建风电场场站的正序分量模型；所述负序模型构建模块，用于根据所述拓扑结构图以及具有负序电流控制的风电场场站的风电机组和svg设备，在digsilent/pf平台上构建风电场场站的负序分量模型；所述仿真测试模块，用于对所述正序分量模型和所述负序分量模型分别进行风电场并网点三相电压不平衡适应性仿真测试，得到测试结果；所述评估输出模块，用于根据风电场并网点三相电压不平衡度评估技术指标对所述测试结果进行评估，得到风电场场站三相电压不平衡适应性的评估结果。7.根据权利要求6所述的风电场场站的三相电压不平衡适应性测试装置，其特征在于，所述仿真测试模块包括仿真参数获取子模块、仿真测试子模块和计算输出子模块；所述仿真参数获取子模块，用于获取仿真的初始参数，所述初始参数包括初始功率、测试工况、仿真时间、电压不平衡度、并网点的初始电压和额定频率；所述仿真测试子模块，用于根据所述初始参数对所述正序分量模型和所述负序分量模型分别进行仿真测试，得到与电压不平衡度对应风电场场站并网点的电流正序分量和电流负序分量；所述计算输出子模块，用于根据所述电流正序分量和所述电流负序分量计算，得到与所述电压不平衡度对应的三相电流不平衡度；其中，所述测试结果包括电流正序分量、电流负序分量和三相电流不平衡度。8.根据权利要求7所述的风电场场站的三相电压不平衡适应性测试装置，其特征在于，所述评估输出模块还用于当风电场场站并网点的电压不平衡度为2％时，若所述三相电流不平衡度不大于3％，则风电场场站的三相电压不平衡适应性满足电网适应性要求；以及当风电场场站并网点的电压不平衡度为4％时，若所述三相电流不平衡度不大于5％，则风电场场站的三相电压不平衡适应性满足电网适应性要求。9.根据权利要求6所述的风电场场站的三相电压不平衡适应性测试装置，其特征在于，所述负序模型构建模块包括数据获取子模块、控制参数子模块和模型构建子模块；所述数据获取子模块，用于获取风电场场站在不平衡电压下的电流不平衡贡献系数、svg设备模型的交流电压负序分量和风电机组模型的电流控制输出的正序d轴电流指令；所述控制参数确定子模块，用于根据所述电流不平衡贡献系数确定svg设备复合模型
的负序电流控制参数和风电机组控制模型的负序电流控制参数；所述模型构建子模块，用于在digsilent/pf平台上构建增加负序电流控制的svg设备复合模型和风电机组控制模型，将svg设备模型和风电机组模型替换为对应的svg设备复合模型和风电机组控制模型后，再根据所述拓扑结构图在digsilent/pf平台上构建风电场场站的负序分量模型；其中，根据所述交流电压负序分量和所述电流不平衡贡献系数计算，得到所述svg设备复合模型的负序电流控制参数的q轴电流指令；根据所述正序d轴电流指令和所述电流不平衡贡献系数计算，得到所述风电机组控制模型的负序电流控制参数的d轴电流控制输入指令；所述svg设备复合模型的负序电流控制参数还包括d轴电流指令，该d轴电流指令的数值为0；所述风电机组控制模型的负序电流控制参数还包括q轴电流控制输入指令，该q轴电流控制输入指令的数值为0。10.一种终端设备，其特征在于，包括处理器以及存储器；所述存储器，用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；所述处理器，用于根据所述程序代码中的指令执行如权利要求1-5任意一项所述的风电场场站的三相电压不平衡适应性测试方法。

技术总结
本申请涉及一种风电场场站的三相电压不平衡适应性测试方法、装置及设备，该方法包括获取风电场场站的拓扑结构图，根据拓扑结构图在DigSILENT/PF平台上构建正序分量模型；根据拓扑结构图及具有负序电流控制的风电场场站的风电机组和SVG设备，在DigSILENT/PF平台上构建风电场场站的负序分量模型；对正序分量模型和负序分量模型分别进行三相电压不平衡适应性仿真测试得到测试结果；对测试结果进行评估得到评估结果。该方法通过构建的正序分量模型和负序分量模型分别进行三相电压不平衡适应性仿真测试得到测试结果；根据测试结果与三相电压不平衡度评估技术指标比较，实现了对风电场场站的三相电压不平衡适应性测试。电场场站的三相电压不平衡适应性测试。电场场站的三相电压不平衡适应性测试。


技术研发人员：郭敬梅 杜胜磊 王红星 曾有芝 余超耘 吴小可 杨汾艳
受保护的技术使用者：南方电网电力科技股份有限公司
技术研发日：2023.05.08
技术公布日：2023/7/7