一种新能源场站惯量响应试验数据自动分析与报告生成方法及相关装置与流程

本发明属于电力系统频率响应测试，更具体地，涉及一种新能源场站惯量响应试验数据自动分析与报告生成方法、新能源场站惯量响应试验数据自动分析与报告生成装置、报告生成设备、计算机可读存储介质。

背景技术：

1、随着风电、光伏等新能源装机规模持续增加，新能源场站逐步成为电力系统的重要电源组成。由于新能源发电设备主要通过电力电子变流装置接入电网，其惯量响应特性与传统同步发电机存在差异，因此需要通过频率阶跃扰动、模拟实际电网频率扰动等试验，对场站在电网频率变化条件下的有功功率响应能力进行测试和评价。

2、相关技术中，惯量响应试验通常由频率扰动发生设备施加模拟频率信号，并由数据采集设备记录频率、有功功率等时序数据，试验结束后再进行波形整理、关键时刻判读、性能指标计算及报告编制。然而，不同设备产生的试验数据在采样起始时刻、时间基准及数据区段方面存在差异，频率扰动时刻、功率响应时刻和稳定时刻等关键事件往往需要人工确定，容易造成有效分析区段和指标计算边界不一致，影响试验结果的一致性和可复核性。

3、因此，有必要提供一种新能源场站惯量响应试验数据自动分析与报告生成方法，通过统一试验时序并自动识别关键响应事件，实现试验数据的自动分析、指标计算及报告生成。

技术实现思路

1、本技术的目的是提供一种新能源场站惯量响应试验数据自动分析与报告生成方法、新能源场站惯量响应试验数据自动分析与报告生成装置、报告生成设备、计算机可读存储介质，通过统一试验时序并自动识别关键响应事件，实现试验数据的自动分析、指标计算及报告生成。

2、针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供一种新能源场站惯量响应试验数据自动分析与报告生成方法，包括：

3、s1，获取惯量响应试验的试验配置数据及多源原始试验数据，将所述试验配置数据与多源原始试验数据按照试验任务进行关联，形成待分析试验数据集；其中，所述多源原始试验数据至少包括：频率采样数据、有功功率采样数据及频率扰动输出记录；

4、s2，根据各数据的采样时刻建立统一试验时间轴，将所述待分析试验数据集映射至所述统一试验时间轴，根据试验配置数据中的频率扰动参数识别频率扰动事件锚点及扰动结束事件锚点，并据此确定扰动前基准区段、扰动响应区段和恢复区段，得到有效试验区段；

5、s3，根据所述扰动前基准区段确定扰动前基准有功功率，自所述频率扰动事件锚点起，根据频率扰动方向确定预期功率响应方向，识别有功功率持续偏离所述扰动前基准有功功率且与所述预期功率响应方向一致的功率响应起始事件，并根据对应试验项目的功率响应判定条件识别目标响应事件和/或稳定事件，形成响应事件序列；

6、s4，根据试验项目类型调用对应的指标分析规则，基于所述有效试验区段和响应事件序列进行性能指标计算及试验判定，得到结构化试验结果；

7、s5，将所述结构化试验结果与对应的原始数据通道、分析起止时刻及试验事件进行关联，基于所述统一试验时间轴生成试验波形，并将试验波形、性能指标及试验判定结果写入预设报告模板，生成惯量响应试验报告。

8、可选的，所述s2中建立统一试验时间轴包括：

9、分别从所述频率扰动输出记录和频率采样数据中识别扰动输出时刻和与该扰动对应的实测频率变化时刻；

10、根据所述扰动输出时刻与实测频率变化时刻之间的时间对应关系确定频率扰动发生设备与数据采集设备之间的时间偏移量；

11、根据所述时间偏移量对对应原始试验数据的采样时刻进行修正，并将修正后的原始试验数据映射至所述统一试验时间轴；

12、当同一次试验包含多个频率扰动事件时，根据多个频率扰动事件对应的时间偏移量进行一致性校验，以确定用于时间映射的时间偏移量。

13、可选的，所述s2中确定有效试验区段包括：

14、对映射至所述统一试验时间轴的频率采样数据进行连续扫描，当频率相对于扰动前稳定状态沿预设扰动方向持续变化并满足试验配置数据中的扰动判定条件时，将首次满足所述扰动判定条件的时刻确定为频率扰动事件锚点；

15、自所述频率扰动事件锚点向前搜索频率未进入扰动状态且有功功率不存在持续变化趋势的连续数据区段，将该连续数据区段确定为扰动前基准区段；

16、将频率恢复至试验配置数据规定的结束状态的时刻确定为扰动结束事件锚点，并依据所述频率扰动事件锚点和扰动结束事件锚点确定扰动响应区段和恢复区段；

17、将实际频率扰动方向、扰动幅值变化趋势及扰动持续过程与对应的试验配置数据进行一致性校验，当不满足预设试验条件时，将对应试验标记为异常试验并停止对受影响性能指标进行合格判定。

18、可选的，所述s3包括：

19、根据所述扰动前基准区段中的有效有功功率数据确定扰动前基准有功功率；

20、根据频率扰动方向确定新能源场站对应的预期功率响应方向，自所述频率扰动事件锚点起连续检测有功功率相对于所述扰动前基准有功功率的变化；

21、当有功功率沿所述预期功率响应方向持续变化并满足响应确认条件时，将首次满足所述响应确认条件的时刻确定为功率响应起始事件锚点；

22、对于频率阶跃扰动试验，根据试验配置数据确定目标有功功率调整量，并分别识别有功功率达到预设响应比例对应状态、达到目标调整状态以及进入并持续保持在目标稳定范围内的时刻，以形成包括频率扰动事件、功率响应起始事件、目标响应事件及稳定事件的响应事件序列。

23、可选的，所述s4中的指标分析规则包括频率阶跃扰动试验指标分析规则和模拟实际电网频率扰动试验指标分析规则；

24、对于频率阶跃扰动试验，根据频率扰动事件、功率响应起始事件、目标响应事件及稳定事件之间的时间关系，确定扰动前有功功率、扰动后有功功率、有功功率变化量、响应滞后时间、响应时间及调节时间，并根据对应试验区段内的有功功率数据确定电量变化；

25、对于模拟实际电网频率扰动试验，识别频率越过快速频率响应动作边界后的有效响应分析区段，并在所述有效响应分析区段内确定实际有功功率调整量及实际响应贡献电量，将其分别与根据试验配置数据确定的理论目标有功功率调整量及理论响应贡献电量进行比较，形成出力响应评价结果、积分电量评价结果及综合响应评价结果。

26、可选的，当所述试验项目类型为agc协调试验或指令叠加试验时，所述s1获取的多源原始试验数据还包括agc指令触发标记数据，所述s2还包括将所述agc指令触发标记数据对应的时刻确定为agc事件锚点；

27、所述s4包括根据所述频率扰动事件锚点与agc事件锚点的先后关系划分第一指令作用阶段和指令叠加作用阶段；

28、当频率扰动事件锚点早于agc事件锚点时，将agc事件锚点之前的扰动响应区段确定为频率扰动单独作用阶段，将agc事件锚点之后的对应区段确定为频率扰动与agc指令叠加作用阶段；

29、当agc事件锚点早于频率扰动事件锚点时，将频率扰动事件锚点之前的对应区段确定为agc指令单独作用阶段，将频率扰动事件锚点之后的对应区段确定为agc指令与频率扰动叠加作用阶段；

30、根据各阶段的频率扰动方向、agc功率调节方向及实际有功功率变化方向形成协调响应判定结果。

31、可选的，所述s5包括：

32、为每一性能指标建立包含原始数据标识、数据通道标识、分析起止时刻、对应试验事件及指标分析规则标识的结果关联信息；

33、根据所述结果关联信息将性能指标定位至用于形成该性能指标的原始频率数据区段和/或有功功率数据区段；

34、在所述试验波形中按照统一试验时间轴标识频率扰动事件、功率响应起始事件、目标响应事件及稳定事件，并在存在agc事件时标识agc指令触发位置；

35、将所述试验波形、性能指标、试验判定结果以及存在的数据异常信息写入对应报告位置，使生成的惯量响应试验报告中的性能指标与形成该性能指标的原始试验数据及试验事件保持关联。

36、本技术还提供一种新能源场站惯量响应试验数据自动分析与报告生成装置，包括：

37、试验数据集获取模块，用于获取惯量响应试验的试验配置数据及多源原始试验数据，将所述试验配置数据与多源原始试验数据按照试验任务进行关联，形成待分析试验数据集；其中，所述多源原始试验数据至少包括：频率采样数据、有功功率采样数据及频率扰动输出记录；

38、试验区段形成模块，用于根据各数据的采样时刻建立统一试验时间轴，将所述待分析试验数据集映射至所述统一试验时间轴，根据试验配置数据中的频率扰动参数识别频率扰动事件锚点及扰动结束事件锚点，并据此确定扰动前基准区段、扰动响应区段和恢复区段，得到有效试验区段；

39、时间序列确定模块，用于根据所述扰动前基准区段确定扰动前基准有功功率，自所述频率扰动事件锚点起，根据频率扰动方向确定预期功率响应方向，识别有功功率持续偏离所述扰动前基准有功功率且与所述预期功率响应方向一致的功率响应起始事件，并根据对应试验项目的功率响应判定条件识别目标响应事件和/或稳定事件，形成响应事件序列；

40、试验结果生成模块，用于根据试验项目类型调用对应的指标分析规则，基于所述有效试验区段和响应事件序列进行性能指标计算及试验判定，得到结构化试验结果；

41、试验报告生成模块，用于将所述结构化试验结果与对应的原始数据通道、分析起止时刻及试验事件进行关联，基于所述统一试验时间轴生成试验波形，并将试验波形、性能指标及试验判定结果写入预设报告模板，生成惯量响应试验报告。

42、本技术还提供一种报告生成设备，包括：

43、存储器，用于存储计算机程序；

44、处理器，用于执行所述计算机程序时实现如上所述的新能源场站惯量响应试验数据自动分析与报告生成方法的步骤。

45、本技术还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的新能源场站惯量响应试验数据自动分析与报告生成方法的步骤。

46、具有以下有益效果：

47、通过将试验配置数据与多源原始试验数据进行统一关联和时序映射，自动识别频率扰动、功率响应及稳定状态对应的试验事件，进而确定有效分析区段并按试验类型完成性能指标计算，可减少人工截取数据和判读关键时刻造成的分析偏差。同时，将分析结果与原始数据及试验事件建立关联并自动生成试验波形和报告，提高惯量响应试验分析过程的一致性、可追溯性和报告编制效率。