并网型风力发电机组电能质量测试关键技术研究及测试系统研制

At present, the related standard of grid-connected wind turbine already set, the standard system of large scale wind turbine have initial formation, the certification specification preparation of large scale wind turbine has already completion, enhance the capacity of measurement evaluation and certification for big scale wind turbine. But the start in whole measurement estimate is backward. The power quality measurement instrument by FLUKE in American and HIOKI in Japan company made has been widely used in wind turbine industry, it measurement evaluation the flicker and harmonic analysis for wind turbine. But there has problem: first one the above instrument is use the instantaneous voltage to calculation the flicker, this is cannot get the accurate the result of wind turbine; second in the standard GB/T 20320 need four fixed angle to observe the power grid impedance phase angle, however those cannot direct measurement and evaluation. To solve above problems, we want study on the algorithm base on calculation the instantaneous current and harmonic analysis, development the system of wind turbine power quality measurement with self-owned intellectual property right, it can be achieved the standard GB/T 20320 for the methods of power measurement and evaluation, there has some meaning to improve technology of whole machine measurement, there have some study significance and demonstration effect.

目前，我国已制定了并网型风电机组相关标准，初步形成了大型风电机组标准体系，完成了大型风电机组认证规范编制，提高大型风电机组的测试、评价、认证能力，但是风电行业的整机测试评估技术等公共平台建设起步晚。美国FLUKE、日本日置等著名仪器公司生产的电能质量测量仪器广泛应用到风电行业，测量评估风力发电机组闪变及谐波分析。但存在问题：一是以上仪器的闪变评估采用瞬时电压进行计算评估的，无法准确真实评估风力发电机组本身产生的闪变；二是标准GB/T 20320中电网阻抗相角要求四个固定角度观察评估，而这个也是无法直接测试评估。 我们要针对以上问题，研究瞬时电流进行计算的闪变算法及谐波分析算法，研发具有自主知识产权的风力发电机组电能质量测试系统，能够实现标准GB/T 20320的电能质量测量和评估方法，对提高我国风电机组整机测试技术，具有一定的研究意义和示范作用。

目前，我国已制定了并网型风电机组相关标准，初步形成了大型风电机组标准体系，完成了大型风电机组认证规范编制，提高大型风电机组的测试、评价、认证能力，但是风电行业的整机测试评估技术等公共平台建设起步晚。FLUKE、日置等著名仪器公司生产的电能质量测量仪器广泛应用到风电行业，测量评估风力发电机组闪变及谐波分析。但存在问题：一是以上仪器的闪变评估无法直接评估风力发电机组本身产生的闪变；二是标准GB/T 20320“风力发电机组电能质量测量和评估方法”中电网阻抗相角要求四个固定角度观察评估，而这个也是无法直接测试评估。.我们要针对以上问题，研究瞬时电流进行计算的闪变算法及谐波分析算法，研究了并网型风电机组电能质量测量和评估算法。为了在测试地点得到不依赖于电网条件的准确测试结果，采用一种利用风力发电机组输出端处测量到的电流和电压时间序列在虚拟电网中模拟电压波动的方法，避免电网中的其他电压波动对测量点闪变的影响。依据IEC61400-21-2008标准推荐的方法结合S变换、希尔伯特-黄变换、整流检测法、瞬时无功功率法、Teager 能量算子算法、希尔伯特变换算法、D-q 变换算法，对风力发电机组电能质量进行仿真分析，提出了基于FFT和HHT 的窗校正的机组电能质量测量算法，克服了模拟闪变仪、数字闪变仪、整流检测法、瞬时无功功率法、Teager 能量算子算法、Hilbert 变换法、D-q变换法在低频时测量误差过大的缺点，实现了并网型风电机组电能质量检测算法。.课题组研发具有自主知识产权的风力发电机组电能质量测试系统，编程开发基于工业PC机的电能质量检测系统的软件，在运行中的并网型风电机组进行电流电压信号及风速风向等信号同步采集试验，能够实现标准GB/T 20320（等同采用IEC61400-21-2008）的电能质量测量和评估方法，对提高我国风电机组整机测试技术，具有一定的研究意义和示范作用。