海上风电场并网性能测试方法、系统、计算机设备和介质与流程

1.本发明涉及新能源发电系统仿真检测技术领域，特别是涉及一种海上风电场并网性能测试方法、系统、计算机设备和存储介质。


背景技术：

2.海上风电场是利用多台风力发电机组，将风能转换为电力输出，经场内交流组网后汇聚电能，再经高压交流传输并网。随着风电产业的快速发展，海上风电因其风力资源丰富且清洁环保的优势而在电力系统中的接入规模不断扩大，但随着高比例海上风电场的接入，其风电波动性强、逆调峰特性、大规模接入电网后的输送问题，以及集中并网带来的电能质量及其它网源协调问题逐渐显现。这些问题将引起电网的电压波动、频率波动和输电线路传输功率的波动等，较大的功率冲击还可能引起电网的功率振荡，严重时破坏电网的安全稳定运行。因此，随着海上风电技术的发展，亟需开展海上风电场并网性能的有效测试技术的研究，以保障海上风电场并网运行后电网的安全稳定运行。
3.现有的海上风电场并网性能测试方法主要采用现场实测风电场并网性能，但该实测方法只能通过测试车在变压器低压侧(35kv侧)开展测试，高压侧(220kv和500kv侧)因电压高导致测试车难以开展测试工作，并不能实现对海上风电场并网性能的全面有效检测，很难保证海上风电场并网运行后电网的安全稳定运行。
4.因此，亟需提供一种在变压器的高/低压侧均能对海上风电场并网性能进行准确评估和测试，提高海上风电场测试的全面性、规范性和准确性，进而有效保障海上风电场并网运行后电网的安全稳定的方法。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种基于rtds实时数字仿真器搭建海上风电场控制系统半实物仿真测试平台，结合通道测试方法，对海上风电场的低电压穿越能力、高电压穿越能力、电压适应性和频率适应性进行全面准确的评估和测试，提高海上风电场测试的全面性、规范性和准确性，有效保障海上风电场并网运行后电网的安全稳定。
6.为了实现上述目的，有必要针对上述技术问题，提供了一种海上风电场并网性能测试方法、系统、计算机设备和存储介质。
7.第一方面，本发明实施例提供了一种海上风电场并网性能测试方法，所述方法包括以下步骤：
8.预先确定海上风电场的并网性能测试项目及对应的故障模拟规则；所述并网性能测试项目包括低电压穿越测试项目、高电压穿越测项目、电压适应性测试项目和频率适应测试项目；所述故障模拟规则包括低电压穿越故障模拟规则、高电压穿越故障模拟规则、空载电压波动故障模拟规则、负载电压波动故障模拟规则和至少一个电压频率阶跃故障模拟规则；
9.根据所述并网性能测试项目，搭建所述海上风电场的并网仿真测试模型；所述并
网仿真测试模型包括通过相应接口设备与实时数字仿真器连接的至少一种类型的风电变流器控制系统和至少一个动态无功补偿装置；
10.校核所述并网仿真测试模型的模拟量通道和数字量通道的传输精度；
11.根据所述并网性能测试项目，配置所述并网仿真测试模型的系统参数，并在所述海上风电场的待测试并网点按照对应的所述故障模拟规则模拟故障，通过所述模拟量通道和数字量通道，执行并网性能测试。
12.进一步地，所述实时数字仿真器用于模拟所述海上风电场的并网一次系统和待并入交流电网；所述并网一次系统包括海上风电机组、风电场汇集线路和箱变变压器；所述海上风电机组按照同类型多台等效为一台的原则进行等值建模；所述风电变流器控制系统和所述动态无功补偿装置分别包括与所述海上风电场现场型号对应一致的二次设备。
13.进一步地，所述根据所述并网性能测试项目，配置所述并网仿真测试模型的系统参数，并在所述海上风电场的待测试并网点按照对应的所述故障模拟规则模拟故障，通过所述模拟量通道和数字量通道，执行并网性能测试的步骤包括：
14.在所述待测试并网点按照所述低电压穿越故障模拟规则模拟故障，分别执行所述低电压穿越测试项目的空载测试和负载测试；所述低电压穿越故障模拟规则为采用所述实时数字仿真器rtds，依次按照第一跌落幅值、第二跌落幅值和第三跌落幅值模拟产生对应时长分别为第一跌落时长、第二跌落时长和第三跌落时长的三相对称电压跌落和两相电压跌落；
15.在所述待测试并网点按照所述高电压穿越故障模拟规则模拟故障，分别执行所述高电压穿越测试项目的空载测试和负载测试；所述高电压穿越故障模拟规则为采用所述实时数字仿真器rtds，依次按照第一升高幅值、第二升高幅值和第三升高幅值模拟产生对应时长分别为第一升高时长、第二升高时长和第三升高时长的三相对称电压升高和两相电压升高；
16.在所述待测试并网点分别按照所述空载电压波动故障模拟规则、负载电压波动故障模拟规则模拟故障，分别执行所述电压适应性测试项目的空载测试和负载测试；所述空载电压波动故障模拟规则为采用所述实时数字仿真器rtds，将所述海上风电场的输出电压按照电压变动步长和第一单步持续时长从第一电压升至第二电压；所述负载电压波动故障模拟规则包括第一负载电压波动故障模拟规则和第二负载电压波动故障模拟规则；
17.在所述待测试并网点按照所述电压频率阶跃故障模拟规则模拟故障，执行所述频率适应测试项目的负载测试；所述电压频率阶跃故障模拟规则为采用所述实时数字仿真器rtds，将所述待并入交流电网的电压频率从额定频率阶跃至预设频率阶跃范围内的任一频率，并在保持对应的预设频率阶跃时长后，恢复到额定频率。
18.进一步地，所述在所述待测试并网点按照所述低电压穿越故障模拟规则模拟故障，分别执行所述低电压穿越测试项目的空载测试和负载测试的步骤包括：
19.确定所述动态无功补偿装置处于热备用状态时，在所述待测试并网点按照所述低电压穿越故障模拟规则模拟故障，并执行所述低电压穿越测试项目的空载测试，以及记录并网点低电压穿越空载性能测试结果；
20.判断所述并网点低电压穿越空载性能测试结果是否达标，若未达标，则判定所述低电压穿越测试项目未通过，并停止执行所述低电压穿越测试项目，反之，则将所述海上风
电场投入运行，并配置所述海上风电场的有功控制策略和无功控制策略，以及将所述海上风电场的额定输出有功功率设为第一功率；
21.在所述待测试并网点按照所述低电压穿越故障模拟规则模拟故障，并执行所述低电压穿越测试项目的第一功率负载测试，以及记录第一负载低电压穿越测试结果；
22.判断所述第一负载低电压穿越测试结果是否达标，若未达标，则判定所述低电压穿越测试项目未通过，并停止执行所述低电压穿越测试项目，反之，则将所述海上风电场的额定输出有功功率设为第二功率，在所述待测试并网点按照所述低电压穿越故障模拟规则模拟故障，并执行所述低电压穿越测试项目的第二功率负载测试，以及记录第二负载低电压穿越测试结果；
23.判断所述第二负载低电压穿越测试结果是否达标，若未达标，则判定所述低电压穿越测试项目未通过，反之，则判定所述低电压穿越测试项目通过。
24.进一步地，所述在所述待测试并网点按照所述高电压穿越故障模拟规则模拟故障，分别执行所述高电压穿越测试项目的空载测试和负载测试的步骤包括：
25.确定所述动态无功补偿装置处于热备用状态时，在所述待测试并网点按照所述高电压穿越故障模拟规则模拟故障，并执行所述高电压穿越测试项目的空载测试，以及记录并网点高电压穿越空载性能测试结果；
26.判断所述并网点高电压穿越空载性能测试结果是否达标，若未达标，则判定所述高电压穿越测试项目未通过，并停止执行所述高电压穿越测试项目，反之，则将所述海上风电场投入运行，并配置所述海上风电场的有功控制策略和无功控制策略，以及将所述海上风电场的额定输出有功功率设为所述第一功率；
27.在所述待测试并网点按照所述高电压穿越故障模拟规则模拟故障，并执行所述高电压穿越测试项目的第一功率负载测试，以及记录第一负载高电压穿越测试结果；
28.判断所述第一负载高电压穿越测试结果是否达标，若未达标，则判定所述高电压穿越测试项目未通过，并停止执行所述高电压穿越测试项目，反之，则将所述海上风电场的额定输出有功功率设为所述第二功率，在所述待测试并网点按照所述高电压穿越故障模拟规则模拟故障，并执行所述高电压穿越测试项目的第二功率负载测试，以及记录第二负载高电压穿越测试结果；
29.判断所述第二负载高电压穿越测试结果是否达标，若未达标，则判定所述高电压穿越测试项目未通过，反之，则判定所述高电压穿越测试项目通过。
30.进一步地，所述在所述待测试并网点分别按照所述空载电压波动故障模拟规则、负载电压波动故障模拟规则模拟故障，分别执行所述电压适应性测试项目的空载测试和负载测试的步骤包括：
31.将所述海上风电场与所述待并入交流电网断开，在所述待测试并网点按照所述空载电压波动故障模拟规则模拟故障，并执行所述电压适应性测试项目的空载测试，以及记录空载电压适应性测试结果；
32.判断所述空载电压适应性测试结果是否达标，若未达标，则判定所述电压适应性测试项目未通过，并停止执行所述电压适应性测试项目，反之，则将所述海上风电场设置在额定频率下运行，在所述待测试并网点按照所述第一负载电压波动故障模拟规则模拟故障，并执行所述电压适应性测试项目的负载测试，以及记录第一负载电压适应性测试结果；
所述第一负载电压波动故障模拟规则为采用所述实时数字仿真器rtds，将所述海上风电场的输出电压按照所述电压变动步长和第二单步持续时长从额定电压升至第三电压，并在将所述第三电压保持第三单步持续时长后，将所述海上风电场的输出电压按照所述电压变动步长和所述第二单步持续时长升至第四电压，并在将所述第四电压保持所述第四单步持续时长；
33.判断所述第一负载电压适应性测试结果是否达标，若未达标，则判定所述电压适应性测试项目未通过，并停止执行所述电压适应性测试项目，反之，则在所述待测试并网点按照所述第二负载电压波动故障模拟规则模拟故障，并执行所述电压适应性测试项目的负载测试，以及记录第二负载电压适应性测试结果；所述第二负载电压波动故障模拟规则为采用所述实时数字仿真器rtds，将所述海上风电场的输出电压按照所述电压变动步长和所述第二单步持续时长从额定电压降至第五电压，并在将所述第五电压保持所述第三单步持续时长后，将所述海上风电场的输出电压按照所述电压变动步长和所述第二单步持续时长降至第六电压，并在将所述第六电压保持所述第四单步持续时长；
34.判断所述第二负载电压适应性测试结果是否达标，若未达标，则判定所述电压适应性测试项目未通过，反之，则判定所述电压适应性测试项目通过。
35.进一步地，所述在所述待测试并网点按照所述电压频率阶跃故障模拟规则模拟故障，执行所述频率适应测试项目的负载测试的步骤包括：
36.将所述海上风电场投入运行，并配置所述海上风电场的有功控制策略和无功控制策略，调节所述海上风电场的额定输出额定电流；
37.在所述待测试并网点按照任一所述电压频率阶跃故障模拟规则模拟故障，并执行所述频率适应性测试项目的负载测试，以及记录负载频率适应性测试结果；
38.判断所述负载频率适应性测试结果是否达标，若未达标，则判定所述频率适应性测试项目未通过，并停止执行所述频率适应性测试项目，反之，则检查与所有电压频率阶跃故障模拟规则对应的频率适应性测试项目是否全部完成；
39.若与所有电压频率阶跃故障模拟规则对应的频率适应性测试项目未全部完成，则更新所述电压频率阶跃故障模拟规则，并执行所述频率适应性测试项目的负载测试，反之，则停止所述频率适应性测试项目。
40.第二方面，本发明实施例提供了一种海上风电场并网性能测试系统，所述系统包括：
41.测试制定模块，用于预先确定海上风电场的并网性能测试项目及对应的故障模拟规则；所述并网性能测试项目包括低电压穿越测试项目、高电压穿越测项目、电压适应性测试项目和频率适应测试项目；所述故障模拟规则包括低电压穿越故障模拟规则、高电压穿越故障模拟规则、空载电压波动故障模拟规则、负载电压波动故障模拟规则和至少一个电压频率阶跃故障模拟规则；
42.模型搭建模块，用于根据所述并网性能测试项目，搭建所述海上风电场的并网仿真测试模型；所述并网仿真测试模型包括通过相应接口设备与实时数字仿真器连接的至少一种类型的风电变流器控制系统和至少一个动态无功补偿装置；
43.通道校核模块，用于校核所述并网仿真测试模型的模拟量通道和数字量通道的传输精度；
44.性能测试模块，用于根据所述并网性能测试项目，配置所述并网仿真测试模型的系统参数，并在所述海上风电场的待测试并网点按照对应的所述故障模拟规则模拟故障，通过所述模拟量通道和数字量通道，执行并网性能测试。
45.第三方面，本发明实施例还提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法的步骤。
46.第四方面，本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其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上述方法的步骤。
47.上述本技术提供了一种海上风电场并网性能测试方法、系统、计算机设备和存储介质，通过所述方法，实现了预先确定海上风电场的并网性能测试项目及对应的故障模拟规则，根据并网性能测试项目搭建包括通过相应接口设备与实时数字仿真器rtds连接的多类型的风电变流器控制系统和多台svg动态无功补偿装置且海上风电机组依据多台同类型等效为一台风电机组原则构建海上风电场等值模型的半实物并网仿真测试模型，并在校核该并网仿真测试模型的模拟量通道和数字量通道的传输精度后，根据并网性能测试项目，配置并网仿真测试模型的系统参数，以及在海上风电场的待测试并网点按照对应的故障模拟规则模拟故障，通过模拟量通道和数字量通道执行并网性能测试，对海上风电场并网的低电压穿越能力、高电压穿越能力、电压适应性和频率适应性进行全面准确的评估。与现有技术相比，该方法有效地解决了海上风电场的高压侧(220kv和500kv侧)因电压高导致测试车难以开展测试工作，不能对海上风电场并网性能的进行全面有效检测的技术问题，不仅考虑了各类型风电机组的运行特性和svg动态无功补偿控制装置的支撑效果，还考虑了各类型风电机组之间以及svg动态无功补偿装置之间的相互影响，提高了海上风电场测试的全面性、规范性和准确性，有效保障了海上风电场并网运行后电网的安全稳定。
附图说明
48.图1是本发明实施例中海上风电场并网性能测试方法的应用场景示意图；
49.图2是本发明实施例中海上风电场并网性能测试方法的流程示意图；
50.图3是本发明实施例中海上风电场并网性能测试搭建的半实物并网仿真测试模型的示意图；
51.图4是图1的等值模型的示意图；
52.图5是图2中步骤s14执行并网性能测试方法的流程示意图；
53.图6是图2中步骤s141执行低电压穿越测试项目的流程示意图；
54.图7是图2中步骤s142执行高电压穿越测试项目的流程示意图；
55.图8是图2中步骤s143执行电压适应性测试项目的流程示意图；
56.图9是图2中步骤s144执行频率适应性测试项目的流程示意图；
57.图10是本发明实施例中海上风电场并网性能测试系统的结构示意图；
58.图11是本发明实施例中计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
59.为了使本技术的目的、技术方案和有益效果更加清楚明白，下面结合附图及实施
例，对本发明作进一步详细说明，显然，以下所描述的实施例是本发明实施例的一部分，仅用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
60.本发明提供的海上风电场并网性能测试方法，采用rtds实时数字仿真器搭建海上风电场控制系统半实物仿真测试平台，结合通道测试方法，在兼顾各类型风电机组的运行特性和svg动态无功补偿控制装置的支撑效果，以及各类型风电机组之间以及svg动态无功补偿装置之间的相互影响的条件下，对图1所示的海上风电场并网场景中高压侧(如220kv或500kv)并网点以及低压侧(35kv)并网点的低电压穿越能力、高电压穿越能力、电压适应性和频率适应性等并网性能进行全面检测和准确评估。其中，海上风电场包括多种类型(f1‑
f
n
)且同种类型f
i
有多台的风电机组和多台svg动态无功补偿装置；待并入交流电网的电压为220kv或500kv，也可为其他电压值。下面以图1所示的应用场景为例，对本发明海上风电场并网性能测试方法的具体实施进行详细描述。
61.在一个实施例中，如图2所示，提供了一种海上风电场并网性能测试方法，包括以下步骤：
62.s11、预先确定海上风电场的并网性能测试项目及对应的故障模拟规则；所述并网性能测试项目包括低电压穿越测试项目、高电压穿越测项目、电压适应性测试项目和频率适应测试项目；所述故障模拟规则包括低电压穿越故障模拟规则、高电压穿越故障模拟规则、空载电压波动故障模拟规则、负载电压波动故障模拟规则和至少一个电压频率阶跃故障模拟规则；
63.其中，海上风电场的并网性能测试项目可以根据实际应用需求设定，本实施例是按照当前国标《gb/t 19963
‑
2011风电场接入电力系统技术规定》(下文简称国标)要求制定的，在此基础上制定了与各测试项目对应的故障模拟规则，用于后续的仿真测试使用。需要说明的是，对于以本发明测试内容为基础进一步扩展测试项目以及设定的对应的故障模拟规则，原则上都可以采用本发明的海上风电场并网性能测试方法对待测试并网点的扩展性能进行有效评估，并在本发明的保护范围内。
64.s12、根据所述并网性能测试项目，搭建所述海上风电场的并网仿真测试模型；所述并网仿真测试模型包括通过相应接口设备与实时数字仿真器连接的至少一种类型的风电变流器控制系统和至少一个动态无功补偿装置。
65.其中，并网仿真测试模型原则上可以将风电变流器控制系统和svg动态无功补偿控制装置均使用实时数字仿真器rtds进行模拟，但为了保证测试的真实性，本实施例采用图3所示的半实物控制的硬件在环仿真测试模型，其中，接口设备包括电口通信设备和光口通信设备；风电变流器控制系统包括与海上风电场现场型号对应一致的二次设备，用于真实模拟风电场实际控制特性；svg动态无功补偿装置包括与海上风电场现场型号对应一致的二次设备，用于真实模拟风电场配套svg动态无功补偿装置的实际控制特；实时数字仿真器rtds用于模拟海上风电场的包括海上风电机组、风电场汇集线路和箱变变压器等的并网一次系统和待并入交流电网，且将图1所示的海上风电场有n种类型的风电机组，每种类型风机有m台，并在35kv等级的并网点侧配置了同类型的t台svg动态无功补偿控制装置的模型中的海上风电机组按照同类型多台等效为一台的原则进行等值建模，简化得到图4所示的海上风电场等值模型，并用于仿真测试。
66.s13、校核所述并网仿真测试模型的模拟量通道和数字量通道的传输精度；
67.其中，模拟量通道和数字量通道对应传输精度的校准均采用实时数字仿真器rtds完成，具体的模拟量通道传输精度和数字量通道的校核方法如下：
68.(1)模拟量通道测试方法：确定并网仿真测试模型处于停用状态；在实时数字仿真器rtds上对每个电压通道分别给定值为25v、50v、100v和125v(给定值可以任意设定)，并输出到风电变流器控制系统半实物上，记录风电变流器控制系统半实物接收到的电压实测值；计算实测值与给定值之间的标称误差，测量精度电压量控制在5
‰
以内，否则调节电压通道的零漂，使标称误差满足要求为止；在实时数字仿真器rtds上对每个电流通道分别给定值为1a、0.5a和0.2a(给定值可以任意设定)，并输出到风电变流器控制系统半实物上，记录风电变流器控制系统半实物接收到的电压实测值；计算实测值与给定值之间的标称误差，测量精度电流量控制在5
‰
以内，否则调节电压通道的零漂，使标称误差满足要求为止。
69.(2)数字量通道测试方法：确定并网仿真测试模型处于停用状态；在实时数字仿真器rtds上对每个数字量通道给定0信号，并输出到风电变流器控制系统半实物上，记录风电变流器控制系统半实物接收到的数字量信号状态；若风电变流器控制系统半实物接收到的数字量信号状态也为0信号，则通道正确，否则通道异常，更换通道直至通道正常为止；在实时数字仿真器rtds上对每个数字量通道给定1信号，并输出到风电变流器控制系统半实物上，记录风电变流器控制系统半实物接收到的数字量信号状态；若风电变流器控制系统半实物接收到的数字量信号状态也为1信号，则通道正确，否则通道异常，更换通道直至通道正常为止。
70.s14、根据所述并网性能测试项目，配置所述并网仿真测试模型的系统参数，并在所述海上风电场的待测试并网点按照对应的所述故障模拟规则模拟故障，通过所述模拟量通道和数字量通道，执行并网性能测试。
71.其中，并网性能测试项目如上所述包括低电压穿越测试项目、高电压穿越测项目、电压适应性测试项目和频率适应测试项目，每种测试项目需要单独测试，并将测试的结果分别与国标和行标《nb/t31078
‑
2016风电场并网性能评价方法》(下文简称行标)的相应指标要求进行比对，对测试结果进行有效且准确的评估。如图5所示，所述根据所述并网性能测试项目，配置所述并网仿真测试模型的系统参数，并在所述海上风电场的待测试并网点按照对应的所述故障模拟规则模拟故障，通过所述模拟量通道和数字量通道，执行并网性能测试s14包括：
72.s141、在所述待测试并网点按照所述低电压穿越故障模拟规则模拟故障，分别执行所述低电压穿越测试项目的空载测试和负载测试；所述低电压穿越故障模拟规则为采用所述实时数字仿真器rtds，依次按照第一跌落幅值、第二跌落幅值和第三跌落幅值模拟产生对应时长分别为第一跌落时长、第二跌落时长和第三跌落时长的三相对称电压跌落和两相电压跌落；
73.其中，低电压穿越故障模拟规则是根据国标制定的，在实际应用中可以表述为：在实时数字仿真器rtds模拟使得海上风电场连接点电压产生三相对称电压和两相电压依次按照：跌落幅值为0.9
‑
0.05(标幺值)持续时长2000
±
20ms、跌落幅值为0.5
±
0.05(标幺值)持续时长1214
±
20ms、和跌落幅值为0.2
±
0.05(标幺值)持续时长625
±
20ms的规则同时同幅度跌落。低电压穿越测试项目包括空载测试和负载测试，对应测试中均使用低电压穿越
故障模拟规则模拟故障进行测试，空载测试未通过不能进行负载测试，空载测试和负载测试均通过才能说明低电压穿越测试项目是通过的。如图6所示，所述在所述待测试并网点按照所述低电压穿越故障模拟规则模拟故障，分别执行所述低电压穿越测试项目的空载测试和负载测试的步骤s141包括：
74.s1411、确定所述动态无功补偿装置处于热备用状态时，在所述待测试并网点按照所述低电压穿越故障模拟规则模拟故障，并执行所述低电压穿越测试项目的空载测试，以及记录并网点低电压穿越空载性能测试结果；
75.其中，并网点低电压穿越空载性能测试结果包括海上风电场输出侧的电压、电流波形和无功功率等数据，并可以根据该测试结果提取出对应的海上风电场低电压穿越能力、有功功率恢复速率、动态无功支撑能力，并将其与国标进行对比判断，比如从电压数据可以直观判断电压输出的时间长短，若某段时间电压没有数据，则表示该时间段风电场已脱网，且脱网时间就是低压穿越能力的时间，并将该低压穿越能力的时间与国标要求进行比对，来判断该测试场景是否达标。同理，使用其他数据进行评估的方法类似，此处不再赘述。
76.s1412、判断所述并网点低电压穿越空载性能测试结果是否达标，若未达标，则判定所述低电压穿越测试项目未通过，并停止执行所述低电压穿越测试项目，反之，则将所述海上风电场投入运行，并配置所述海上风电场的有功控制策略和无功控制策略，以及将所述海上风电场的额定输出有功功率设为第一功率；
77.其中，海上风电场的有功控制策略和无功控制策略通过风电变流器控制系统进行配置。第一功率原则上可以根据实际使用需求进行选取，本实施例为了和国标比对，优选采用额定有功功率的20％作为第一功率开始低电压穿越的负载测试。
78.s1413、在所述待测试并网点按照所述低电压穿越故障模拟规则模拟故障，并执行所述低电压穿越测试项目的第一功率负载测试，以及记录第一负载低电压穿越测试结果；
79.其中，第一负载低电压穿越测试结果同样包括海上风电场输出侧的电压、电流波形和无功功率等数据，具体数据的使用方法同上。
80.s1414、判断所述第一负载低电压穿越测试结果是否达标，若未达标，则判定所述低电压穿越测试项目未通过，并停止执行所述低电压穿越测试项目，反之，则将所述海上风电场的额定输出有功功率设为第二功率，在所述待测试并网点按照所述低电压穿越故障模拟规则模拟故障，并执行所述低电压穿越测试项目的第二功率负载测试，以及记录第二负载低电压穿越测试结果；
81.其中，第二功率原则上也可以根据实际使用需求进行选取，本实施例为了和国标比对，优选采用额定有功功率作为第二功率进行第二次低电压穿越的负载测试，同样记录该次测试过程中的电压、电流波形和无功功率等数据，用于与国标比对，判断测试是否达标。
82.s1415、判断所述第二负载低电压穿越测试结果是否达标，若未达标，则判定所述低电压穿越测试项目未通过，反之，则判定所述低电压穿越测试项目通过。
83.本实施例中所采用同样的低电压穿越故障模拟规则模拟故障开展低电压穿越测试项目的空载测试和负载测试，且负载测试分别选用20％额定功率和100％额定功率两种相对极端且具有代表性的工况进行低电压穿越测试，能够采用较少的测试工作取得较好评
估效果。
84.s142、在所述待测试并网点按照所述高电压穿越故障模拟规则模拟故障，分别执行所述高电压穿越测试项目的空载测试和负载测试；所述高电压穿越故障模拟规则为采用所述实时数字仿真器rtds，依次按照第一升高幅值、第二升高幅值和第三升高幅值模拟产生对应时长分别为第一升高时长、第二升高时长和第三升高时长的三相对称电压升高和两相电压升高；
85.其中，高电压穿越故障模拟规则是根据国标制定的，在实际应用中可以表述为：在实时数字仿真器rtds模拟使得海上风电场连接点电压产生三相对称电压和两相电压依次按照：升高幅值为1.2
±
0.03(标幺值)持续时长10000
±
20ms、升高幅值为1.25
±
0.03(标幺值)持续时长1000
±
20m、和升高幅值为1.3
±
0.03(标幺值)持续时长500
±
20ms的规则同时同幅度升高。高电压穿越测试项目包括空载测试和负载测试，对应测试中均使用高电压穿越故障模拟规则模拟故障进行测试，空载测试未通过不能进行负载测试，空载测试和负载测试均通过才能说明高电压穿越测试项目是通过的，如图7所示，所述在所述待测试并网点按照所述高电压穿越故障模拟规则模拟故障，分别执行所述高电压穿越测试项目的空载测试和负载测试的步骤s142包括：
86.s1421、确定所述动态无功补偿装置处于热备用状态时，在所述待测试并网点按照所述高电压穿越故障模拟规则模拟故障，并执行所述高电压穿越测试项目的空载测试，以及记录并网点高电压穿越空载性能测试结果；
87.s1422、判断所述并网点高电压穿越空载性能测试结果是否达标，若未达标，则判定所述高电压穿越测试项目未通过，并停止执行所述高电压穿越测试项目，反之，则将所述海上风电场投入运行，并配置所述海上风电场的有功控制策略和无功控制策略，以及将所述海上风电场的额定输出有功功率设为所述第一功率；
88.其中，海上风电场的有功控制策略和无功控制策略通过风电变流器控制系统进行配置。第一功率原则上可以根据实际使用需求进行选取，本实施例为了和国标比对，优选采用额定有功功率的20％作为第一功率开始高电压穿越的负载测试。
89.s1423、在所述待测试并网点按照所述高电压穿越故障模拟规则模拟故障，并执行所述高电压穿越测试项目的第一功率负载测试，以及记录第一负载高电压穿越测试结果；
90.其中，第一负载高电压穿越测试结果同样包括海上风电场输出侧的电压、电流波形和无功功率等数据，具体数据的使用方法同上。
91.s1424、判断所述第一负载高电压穿越测试结果是否达标，若未达标，则判定所述高电压穿越测试项目未通过，并停止执行所述高电压穿越测试项目，反之，则将所述海上风电场的额定输出有功功率设为所述第二功率，在所述待测试并网点按照所述高电压穿越故障模拟规则模拟故障，并执行所述高电压穿越测试项目的第二功率负载测试，以及记录第二负载高电压穿越测试结果；
92.其中，第二功率原则上也可以根据实际使用需求进行选取，本实施例为了和国标比对，优选采用额定有功功率作为第二功率进行第二次高电压穿越的负载测试，同样记录该次测试过程中的电压、电流波形和无功功率等数据，用于与国标比对，判断测试是否达标。
93.s1425、判断所述第二负载高电压穿越测试结果是否达标，若未达标，则判定所述
高电压穿越测试项目未通过，反之，则判定所述高电压穿越测试项目通过。
94.本实施例中所采用同样的高电压穿越故障模拟规则模拟故障开展高电压穿越测试项目的空载测试和负载测试，且负载测试分别选用20％额定功率和100％额定功率两种相对极端且具有代表性的工况进行高电压穿越测试，能够采用较少的测试工作取得较好评估效果。
95.s143、在所述待测试并网点分别按照所述空载电压波动故障模拟规则、负载电压波动故障模拟规则模拟故障，分别执行所述电压适应性测试项目的空载测试和负载测试；所述空载电压波动故障模拟规则为采用所述实时数字仿真器rtds，将所述海上风电场的输出电压按照电压变动步长和第一单步持续时长从第一电压升至第二电压；所述负载电压波动故障模拟规则包括第一负载电压波动故障模拟规则和第二负载电压波动故障模拟规则；
96.其中，空载电压波动故障模拟规则、第一负载电压波动故障模拟规则和第二负载电压波动故障模拟规则均根据国标制定的，在实际应用中可以分别对应表述为：在实时数字仿真器rtds模拟使得海上风电场待测试并网点输出电压按照步长为额定电压的1％且每个步长应至少持续5s的原则从0.9p.u.线性升高至1.1p.u.；在实时数字仿真器rtds模拟使得海上风电场待测试并网点输出电压从额定电压开始，以额定电压的1％为步长逐步升高电压，每个步长应至少持续20s，当电压升至1.05p.u.时，该点测试持续时间不小于10min，继续以额定电压的1％为步长逐步升高电压，每个步长应至少持续20s，当电压升至1.1p.u.时，该点测试持续时间不小于30min结束；在实时数字仿真器rtds模拟使得海上风电场待测试并网点输出电压从额定电压开始，以额定电压的1％为步长逐步降低电压，每个步长应至少持续20s，当电压升至0.95p.u.时，该点测试持续时间不小于10min，继续以额定电压的1％为步长逐步升高电压，每个步长应至少持续20s，当电压降至0.9p.u.时，该点测试持续时间不小于30min结束。
97.电压适应性测试项目包括空载测试和负载测试，对应测试中空载测试使用空载电压波动故障模拟规则模拟故障进行测试，空载测试未通过不能进行负载测试，空载测试依次使用第一负载电压波动故障模拟规则和第二负载电压波动故障模拟规则模拟故障进行测试，且空载测试和负载测试均通过才能说明电压适应性测试项目是通过的，如图8所示，所述在所述待测试并网点分别按照所述空载电压波动故障模拟规则、负载电压波动故障模拟规则模拟故障，分别执行所述电压适应性测试项目的空载测试和负载测试的步骤s143包括：
98.s1431、将所述海上风电场与所述待并入交流电网断开，在所述待测试并网点按照所述空载电压波动故障模拟规则模拟故障，并执行所述电压适应性测试项目的空载测试，以及记录空载电压适应性测试结果；
99.其中，空载电压适应性测试结果包括海上风电场输出侧的电压、电流波形和无功功率等数据，用于与国标要求进行比对，判断该测试内容是否达标。
100.s1432、判断所述空载电压适应性测试结果是否达标，若未达标，则判定所述电压适应性测试项目未通过，并停止执行所述电压适应性测试项目，反之，则将所述海上风电场设置在额定频率下运行，在所述待测试并网点按照所述第一负载电压波动故障模拟规则模拟故障，并执行所述电压适应性测试项目的负载测试，以及记录第一负载电压适应性测试结果；所述第一负载电压波动故障模拟规则为采用所述实时数字仿真器rtds，将所述海上
风电场的输出电压按照所述电压变动步长和第二单步持续时长从额定电压升至第三电压，并在将所述第三电压保持第三单步持续时长后，将所述海上风电场的输出电压按照所述电压变动步长和所述第二单步持续时长升至第四电压，并在将所述第四电压保持所述第四单步持续时长；
101.其中，第一负载电压适应性测试结果除了包括海上风电场输出侧的电压、电流波形和无功功率等数据外，在海上风电场脱网时，还包括测试持续时间和风电场脱网时间，同样用于与国标要求进行比对，判断该测试内容是否达标。
102.s1433、判断所述第一负载电压适应性测试结果是否达标，若未达标，则判定所述电压适应性测试项目未通过，并停止执行所述电压适应性测试项目，反之，则在所述待测试并网点按照所述第二负载电压波动故障模拟规则模拟故障，并执行所述电压适应性测试项目的负载测试，以及记录第二负载电压适应性测试结果；所述第二负载电压波动故障模拟规则为采用所述实时数字仿真器rtds，将所述海上风电场的输出电压按照所述电压变动步长和所述第二单步持续时长从额定电压降至第五电压，并在将所述第五电压保持所述第三单步持续时长后，将所述海上风电场的输出电压按照所述电压变动步长和所述第二单步持续时长降至第六电压，并在将所述第六电压保持所述第四单步持续时长；
103.其中，第二负载电压适应性测试结果除了包括海上风电场输出侧的电压、电流波形和无功功率等数据外，在海上风电场脱网时，还包括测试持续时间和风电场脱网时间，同样用于与国标要求进行比对，判断该测试内容是否达标。
104.s1434、判断所述第二负载电压适应性测试结果是否达标，若未达标，则判定所述电压适应性测试项目未通过，反之，则判定所述电压适应性测试项目通过。
105.本实施例中采用空载电压波动故障模拟规则、第一负载电压波动故障模拟规则和第二负载电压波动故障模拟规则模拟故障开展电压适应性测试项目的空载测试和负载测试，且在测试过程中海上风电场设定为单位功率因数控制，测试过程中风电场平均有功功率输出应在额定功率的10％以上，严格采用国标要求设定具有代表性的故障模拟规则，进行有效的故障模拟，既保证了测试有效性，又保证了测试的全面性。
106.s144、在所述待测试并网点按照所述电压频率阶跃故障模拟规则模拟故障，执行所述频率适应测试项目的负载测试；所述电压频率阶跃故障模拟规则为采用所述实时数字仿真器rtds，将所述待并入交流电网的电压频率从额定频率阶跃至预设频率阶跃范围内的任一频率，并在保持对应的预设频率阶跃时长后，恢复到额定频率。
107.其中，电压频率阶跃故障模拟规则根据国标制定，并在测试时依次使用进行故障模拟。在实际应用中可以根据需求制定三种模拟规则，对应的分别表述为：在实时数字仿真器rtds模拟使得海上风电场待测试并网点的待并入交流电网的电压频率从额定值阶跃至49.55
‑
50.15hz内的任意电压频率值，并在保持至少20min后恢复到额定频率；在实时数字仿真器rtds模拟使得海上风电场待测试并网点的待并入交流电网的电压频率从额定值阶跃至48.05
‑
49.45hz内的任意电压频率值，并在保持至少10min后恢复到额定频率；在实时数字仿真器rtds模拟使得海上风电场待测试并网点的待并入交流电网的电压频率从额定值阶跃至50.25
‑
50.45hz内的任意电压频率值，并在保持至少2min后恢复到额定频率。
108.频率适应测试项目只需进行负载测试，如图9所示，在所述待测试并网点按照所述电压频率阶跃故障模拟规则模拟故障，执行所述频率适应测试项目的负载测试s144包括：
109.s1441、将所述海上风电场投入运行，并配置所述海上风电场的有功控制策略和无功控制策略，调节所述海上风电场的额定输出额定电流；
110.其中，海上风电场的有功控制策略和无功控制策略的配置与前文相同，也通过风电变流器控制系统进行配置。
111.s1442、在所述待测试并网点按照任一所述电压频率阶跃故障模拟规则模拟故障，并执行所述频率适应性测试项目的负载测试，以及记录负载频率适应性测试结果；
112.其中，负载频率适应性测试结果除了包括海上风电场输出侧的电压、电流波形和无功功率等数据外，在海上风电场脱网时，还包括测试持续时间和风电场脱网时间，同样用于与国标要求进行比对，判断该测试内容是否达标。
113.s1443、判断所述负载频率适应性测试结果是否达标，若未达标，则判定所述频率适应性测试项目未通过，并停止执行所述频率适应性测试项目，反之，则检查与所有电压频率阶跃故障模拟规则对应的频率适应性测试项目是否全部完成；
114.其中，电压频率阶跃故障模拟规则数目可以根据实际需求选择确定，本实施例中，根据国标并网要求，设置了上述三种具有代表性的电压频率阶跃故障模拟规则，并依次按顺序在待测试并网点模拟故障进行测试，只有三种电压频率阶跃故障模拟规则模拟的故障场景对应记录的负载频率适应性测试结果全部符合国标要求，才认为频率适应性测试项目通过测试，若其中任一故障场景下的测试记录的负载频率适应性测试结果不达标，则直接判定为频率适应性测试项目未通过测试，并停止测试当前的频率适应性测试项目。
115.s1444、若与所有电压频率阶跃故障模拟规则对应的频率适应性测试项目未全部完成，则更新所述电压频率阶跃故障模拟规则，并执行所述频率适应性测试项目的负载测试，反之，则停止所述频率适应性测试项目。
116.本实施例预先根据风电场并网性能的国标制定待测试并网点的并网性能测试项目以及对应的具有代表性的故障模拟规则，根据海上风电场与待并入交流电网的实际拓扑结构搭建包括通过相应接口设备与实时数字仿真器rtds连接的多类型的风电变流器控制系统和多台svg动态无功补偿装置的、且海上风电机组依据多台同类型等效为一台风电机组原则构建海上风电场等值模型的半实物并网仿真测试模型，并采用校核后模拟量通道和数字量通道相结合的通道测试方法执行并网性能测试，对海上风电场并网的低电压穿越能力、高电压穿越能力、电压适应性和频率适应性进行全面准确的评估的方法，不仅解决了海上风电场的高压侧(220kv和500kv侧)因电压高导致测试车难以开展测试工作，不能对海上风电场并网性能的进行全面有效检测的技术问题，不仅考虑了各类型风电机组的运行特性和svg动态无功补偿控制装置的支撑效果，还考虑了各类型风电机组之间以及svg动态无功补偿装置之间的相互影响，提高了海上风电场测试的全面性、规范性和准确性，有效保障了海上风电场并网运行后电网的安全稳定。
117.需要说明的是，虽然上述流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。
118.在一个实施例中，如图10所示，提供了一种海上风电场并网性能测试系统，所述系统包括：
119.测试制定模块1，用于预先确定海上风电场的并网性能测试项目及对应的故障模
拟规则；所述并网性能测试项目包括低电压穿越测试项目、高电压穿越测项目、电压适应性测试项目和频率适应测试项目；所述故障模拟规则包括低电压穿越故障模拟规则、高电压穿越故障模拟规则、空载电压波动故障模拟规则、负载电压波动故障模拟规则和至少一个电压频率阶跃故障模拟规则；
120.模型搭建模块2，用于根据所述并网性能测试项目，搭建所述海上风电场的并网仿真测试模型；所述并网仿真测试模型包括通过相应接口设备与实时数字仿真器连接的至少一种类型的风电变流器控制系统和至少一个动态无功补偿装置；
121.通道校核模块3，用于校核所述并网仿真测试模型的模拟量通道和数字量通道的传输精度；
122.性能测试模块4，用于根据所述并网性能测试项目，配置所述并网仿真测试模型的系统参数，并在所述海上风电场的待测试并网点按照对应的所述故障模拟规则模拟故障，通过所述模拟量通道和数字量通道，执行并网性能测试。
123.关于一种海上风电场并网性能测试系统的具体限定可以参见上文中对于一种海上风电场并网性能测试方法的限定，在此不再赘述。上述一种海上风电场并网性能测试系统中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
124.图11示出一个实施例中计算机设备的内部结构图，该计算机设备具体可以是终端或服务器。如图11所示，该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口、显示器和输入装置。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种海上风电场并网性能测试方法。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。
125.本领域普通技术人员可以理解，图11中示出的结构，仅仅是与本技术方案相关的部分结构的框图，并不构成对本技术方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算设备可以包括比途中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有同的部件布置。
126.在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述方法的步骤。
127.在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述方法的步骤。
128.综上，本发明实施例提供的一种风电场连续故障穿越响应测试方法、系统、计算机设备和存储介质，其通过预先根据风电场并网性能的国标制定待测试并网点的并网性能测试项目以及对应的具有代表性的故障模拟规则，根据海上风电场与待并入交流电网的实际拓扑结构搭建包括通过相应接口设备与实时数字仿真器rtds连接的多类型的风电变流器控制系统和多台svg动态无功补偿装置的、且海上风电机组依据多台同类型等效为一台风电机组原则构建海上风电场等值模型的半实物并网仿真测试模型，并采用校核后模拟量通
道和数字量通道相结合的通道测试方法执行并网性能测试，对海上风电场并网的低电压穿越能力、高电压穿越能力、电压适应性和频率适应性进行全面准确的评估的方法，不仅解决了海上风电场的高压侧(220kv和500kv侧)因电压高导致测试车难以开展测试工作，不能对海上风电场并网性能的进行全面有效检测的技术问题，不仅考虑了各类型风电机组的运行特性和svg动态无功补偿控制装置的支撑效果，还考虑了各类型风电机组之间以及svg动态无功补偿装置之间的相互影响，提高了海上风电场测试的全面性、规范性和准确性，有效保障了海上风电场并网运行后电网的安全稳定。
129.本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。
130.本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例直接相同或相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统、计算机设备和存储介质的实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。需要说明的是，上述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
131.以上所述实施例仅表达了本技术的几种优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本技术的保护范围。因此，本技术专利的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。