海上风电场并网时的电能综合质量值的计算方法及系统与流程

1.本技术涉及电能综合质量领域，尤其涉及海上风电场并网时的电能综合质量值的计算方法及系统。


背景技术：

2.电能质量各项指标是反映海上风电场友好并网的重要参数之一，其中需要开展计算的指标包括海上风电场注入电网公共连接点的各次谐波电流，谐波电压总畸变率，引起的电压波动和电压闪变，以及三相不平衡度。如果海上风电场在规划接入系统阶段，需要开展各项指标的详细分析和计算，再与电能质量国标要求的允许值进行比对，如果不超过国标要求，则满足接入条件，如果不满足国标要求，需要另外开展治理专题研究；如果海上风电场已经投运并网，需要开展实测工作，将测试结果与国标要求的允许值进行比对。在此背景下，综合各项电能质量指标的评估结果，用一个电能质量综合指标来表示单个海上风电场并网的友好度，可以简单直观的提供并网友好度的评估结果，具有重要意义。
3.但是，现有单个海上风电场并网电能质量指标评估工作都是分别开展谐波、波动、闪变和三相不平衡等指标的计算分析，评估海上风电场并网友好度的时候，只是检查是否满足国标要求，满足要求则可以并网，不满足要求则研究治理措施，导致对海上风电场并网电能质量的判断不精确且不直观。


技术实现要素：

4.本技术提供的海上风电场并网时的电能综合质量值的计算方法及系统，以至少解决对海上风电场并网电能质量的判断不精确且不直观的技术问题。
5.本技术第一方面实施例提出一种海上风电场并网时的电能综合质量值的计算方法，所述方法包括：
6.获取海上风电场并网时对应的谐波电流、谐波电压总畸变率、电压波动、电压闪变和三相电流不平衡度指标数据；
7.根据海上风电场中风电机组的变流器的脉动数对所述谐波电流指标数据进行调整，得到调整后的谐波电流指标数据；
8.基于获取的所述指标数据对电能质量的影响程度，分配所述调整后的谐波电流、所述谐波电压总畸变率、所述电压波动、所述电压闪变和所述三相电流不平衡度指标数据对应的权重；
9.根据所述调整后的谐波电流、所述谐波电压总畸变率、所述电压波动、所述电压闪变和所述三相电流不平衡度指标数据及所述各指标数据对应的权重，计算海上风电场并网时的电能综合质量值。
10.优选的，所述获取海上风电场并网时对应的谐波电流、谐波电压总畸变率、电压波动、电压闪变和三相电流不平衡度指标数据，包括：
11.获取海上风电场并网时对应的谐波电流真实值、谐波电压总畸变率真实值、电压
波动真实值、电压闪变真实值和三相电流不平衡度真实值，及所述海上风电场并网时对应的谐波电流阈值、谐波电压总畸变率阈值、电压波动阈值、电压闪变阈值和三相电流不平衡度阈值；
12.分别获取所述真实值与其对应的阈值的比值，并将各所述真实值与其对应的阈值的比值作为所述指标数据。
13.优选的，所述根据海上风电场中风电机组的变流器的脉动数对所述谐波电流指标数据进行调整，得到调整后的谐波电流指标数据，包括：
14.根据所述海上风电场中风电机组的变流器的脉动数确定所述谐波电流指标数据对应的谐波电流中各多次谐波的类型，其中所述多次谐波的类型包括特征多次谐波和非特征多次谐波；
15.确定各类型多次谐波的个数，并基于所述各类型多次谐波的个数确定各多次谐波的调整系数；
16.基于各多次谐波的调整系数调整所述谐波电流指标数据，得到调整后的谐波电流指标数据。
17.优选的，所述基于获取的所述指标数据对电能质量的影响程度，分配所述调整后的谐波电流、所述谐波电压总畸变率、所述电压波动、所述电压闪变和所述三相电流不平衡度指标数据对应的权重，包括：
18.将所述调整后的谐波电流指标数据对应的权重分配为30％；
19.将所述谐波电压总畸变率指标数据对应的权重分配为20％；
20.将所述电压波动指标数据对应的权重分配为30％；
21.将所述电压闪变指标数据对应的权重分配为10％；
22.将所述三相电流不平衡度指标数据对应的权重分配为10％。
23.进一步的，所述根据所述调整后的谐波电流、所述谐波电压总畸变率、所述电压波动、所述电压闪变和所述三相电流不平衡度指标数据及所述各指标数据对应的权重，计算海上风电场并网时的电能综合质量值，包括：
24.分别获取所述调整后的谐波电流指标数据与其对应的权重乘积值、所述谐波电压总畸变率指标数据与其对应的权重乘积值、所述电压波动与其对应的权重乘积值、所述电压闪变与其对应的权重乘积值和所述三相电流不平衡度与其对应的权重乘积值；
25.将各所述乘积值相加，得到各所述乘积值之和，并将各所述乘积值之和作为所述海上风电场并网时的电能综合质量值。
26.进一步的，若所述谐波电流真实值与所述谐波电流阈值的比值、所述谐波电压总畸变率真实值与所述谐波电压总畸变率阈值的比值、所述电压波动真实值与所述电压波动阈值的比值、所述电压闪变真实值与所述电压闪变阈值的比值、所述三相电流不平衡度真实值与所述三相电流不平衡度阈值的比值中，存在大于1的比值，则所述海上风电场并网时的电能综合质量值等于1。
27.进一步的，所述方法还包括：
28.确定所述海上风电场并网时的电能综合质量值对应的并网友好度等级；
29.基于所述海上风电场并网时的电能综合质量值对应的并网友好度等级，对所述海上风电场并网时友好度进行展示。
30.本技术第二方面实施例提出一种海上风电场并网时的电能综合质量值的计算系统，包括：
31.获取模块，用于获取海上风电场并网时对应的谐波电流、谐波电压总畸变率、电压波动、电压闪变和三相电流不平衡度指标数据；
32.调整模块，用于根据海上风电场中风电机组的变流器的脉动数对所述谐波电流指标数据进行调整，得到调整后的谐波电流指标数据；
33.分配模块，用于基于获取的所述指标数据对电能质量的影响程度，分配所述调整后的谐波电流、所述谐波电压总畸变率、所述电压波动、所述电压闪变和所述三相电流不平衡度指标数据对应的权重；
34.计算模块，用于根据所述调整后的谐波电流、所述谐波电压总畸变率、所述电压波动、所述电压闪变和所述三相电流不平衡度指标数据及所述各指标数据对应的权重，计算海上风电场并网时的电能综合质量值。
35.优选的，所述获取模块，包括：
36.第一获取单元，用于获取海上风电场并网时对应的谐波电流真实值、谐波电压总畸变率真实值、电压波动真实值、电压闪变真实值和三相电流不平衡度真实值，及所述海上风电场并网时对应的谐波电流阈值、谐波电压总畸变率阈值、电压波动阈值、电压闪变阈值和三相电流不平衡度阈值；
37.第二获取单元，用于分别获取所述真实值与其对应的阈值的比值，并将各所述真实值与其对应的阈值的比值作为所述指标数据。
38.优选的，所述调整模块，包括：
39.第一确定单元，用于根据所述海上风电场中风电机组的变流器的脉动数确定所述谐波电流指标数据对应的谐波电流中各多次谐波的类型，其中所述多次谐波的类型包括特征多次谐波和非特征多次谐波；
40.第二确定单元，用于确定各类型多次谐波的个数，并基于所述各类型多次谐波的个数确定各多次谐波的调整系数；
41.调整单元，用于基于各多次谐波的调整系数调整所述谐波电流指标数据，得到调整后的谐波电流指标数据。
42.优选的，所述分配模块用于：
43.将所述调整后的谐波电流指标数据对应的权重分配为30％；
44.将所述谐波电压总畸变率指标数据对应的权重分配为20％；
45.将所述电压波动指标数据对应的权重分配为30％；
46.将所述电压闪变指标数据对应的权重分配为10％；
47.将所述三相电流不平衡度指标数据对应的权重分配为10％。
48.优选的，所述计算模块，包括：
49.第三获取单元，用于分别获取所述调整后的谐波电流指标数据与其对应的权重乘积值、所述谐波电压总畸变率指标数据与其对应的权重乘积值、所述电压波动与其对应的权重乘积值、所述电压闪变与其对应的权重乘积值和所述三相电流不平衡度与其对应的权重乘积值；
50.计算单元，用于将各所述乘积值相加，得到各所述乘积值之和，并将各所述乘积值
之和作为所述海上风电场并网时的电能综合质量值。
51.进一步的，若所述谐波电流真实值与所述谐波电流阈值的比值、所述谐波电压总畸变率真实值与所述谐波电压总畸变率阈值的比值、所述电压波动真实值与所述电压波动阈值的比值、所述电压闪变真实值与所述电压闪变阈值的比值、所述三相电流不平衡度真实值与所述三相电流不平衡度阈值的比值中，存在大于1的比值，则所述海上风电场并网时的电能综合质量值等于1。
52.进一步的，所述系统还包括：
53.确定模块，用于确定所述海上风电场并网时的电能综合质量值对应的并网友好度等级；
54.展示模块，用于基于所述海上风电场并网时的电能综合质量值对应的并网友好度等级，对所述海上风电场并网时友好度进行展示。
55.本技术的实施例提供的技术方案至少带来以下有益效果：
56.本技术提出了海上风电场并网时的电能综合质量值的计算方法及系统，所述方法包括：获取海上风电场并网时对应的谐波电流、谐波电压总畸变率、电压波动、电压闪变和三相电流不平衡度指标数据；根据海上风电场中风电机组的变流器的脉动数对所述谐波电流指标数据进行调整，得到调整后的谐波电流指标数据；基于获取的所述指标数据对电能质量的影响程度，分配所述调整后的谐波电流、所述谐波电压总畸变率、所述电压波动、所述电压闪变和所述三相电流不平衡度指标数据对应的权重；根据所述调整后的谐波电流、所述谐波电压总畸变率、所述电压波动、所述电压闪变和所述三相电流不平衡度指标数据及所述各指标数据对应的权重，计算海上风电场并网时的电能综合质量值。本技术提出的技术方案，根据风电机组的变流器的脉动数对所述谐波电流指标数据进行调整，同时基于所述指标数据对电能质量的影响程度分配各指标数据对应的权重，确定海上风电场并网时的电能综合质量值，进而可以精确且简单直观判断并网友好度。
57.本技术附加的方面以及优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。
附图说明
58.本技术上述的和/或附加的方面以及优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
59.图1为根据本技术一个实施例提供的海上风电场并网时的电能综合质量值的计算方法的流程图；
60.图2为根据本技术一个实施例提供的海上风电场并网时的电能综合质量值的计算系统的第一种结构图；
61.图3为根据本技术一个实施例提供的海上风电场并网时的电能综合质量值的计算系统中获取模块的结构图；
62.图4为根据本技术一个实施例提供的海上风电场并网时的电能综合质量值的计算系统中调整模块的结构图；
63.图5为根据本技术一个实施例提供的海上风电场并网时的电能综合质量值的计算系统中计算模块的结构图；
64.图6为根据本技术一个实施例提供的海上风电场并网时的电能综合质量值的计算系统的第二种结构图。
具体实施方式
65.下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。
66.本技术提出的海上风电场并网时的电能综合质量值的计算方法及系统，所述方法包括：获取海上风电场并网时对应的谐波电流、谐波电压总畸变率、电压波动、电压闪变和三相电流不平衡度指标数据；根据海上风电场中风电机组的变流器的脉动数对所述谐波电流指标数据进行调整，得到调整后的谐波电流指标数据；基于获取的所述指标数据对电能质量的影响程度，分配所述调整后的谐波电流、所述谐波电压总畸变率、所述电压波动、所述电压闪变和所述三相电流不平衡度指标数据对应的权重；根据所述调整后的谐波电流、所述谐波电压总畸变率、所述电压波动、所述电压闪变和所述三相电流不平衡度指标数据及所述各指标数据对应的权重，计算海上风电场并网时的电能综合质量值。本技术提出的技术方案，根据风电机组的变流器的脉动数对所述谐波电流指标数据进行调整，同时基于所述指标数据对电能质量的影响程度分配各指标数据对应的权重，确定海上风电场并网时的电能综合质量值，进而可以精确且简单直观判断并网友好度。
67.下面参考附图描述本技术实施例的海上风电场并网时的电能综合质量值的计算方法及系统。
68.实施例一
69.图1为根据本技术一个实施例提供的一种海上风电场并网时的电能综合质量值的计算方法的流程图，如图1所示，所述方法包括：
70.步骤1：获取海上风电场并网时对应的谐波电流、谐波电压总畸变率、电压波动、电压闪变和三相电流不平衡度指标数据；
71.需要说明的是，所述步骤1具体包括：
72.获取海上风电场并网时对应的谐波电流真实值、谐波电压总畸变率真实值、电压波动真实值、电压闪变真实值和三相电流不平衡度真实值，及所述海上风电场并网时对应的谐波电流阈值、谐波电压总畸变率阈值、电压波动阈值、电压闪变阈值和三相电流不平衡度阈值；
73.分别获取所述真实值与其对应的阈值的比值，并将各所述真实值与其对应的阈值的比值作为所述指标数据。
74.需要说明的是，若所述谐波电流真实值与所述谐波电流阈值的比值、所述谐波电压总畸变率真实值与所述谐波电压总畸变率阈值的比值、所述电压波动真实值与所述电压波动阈值的比值、所述电压闪变真实值与所述电压闪变阈值的比值、所述三相电流不平衡度真实值与所述三相电流不平衡度阈值的比值中，存在大于1的比值，则所述海上风电场并网时的电能综合质量值等于1。
75.步骤2：根据海上风电场中风电机组的变流器的脉动数对所述谐波电流指标数据进行调整，得到调整后的谐波电流指标数据；
76.在本公开实施例中，所述步骤2具体包括：
77.根据所述海上风电场中风电机组的变流器的脉动数确定所述谐波电流指标数据对应的谐波电流中各多次谐波的类型，其中所述多次谐波的类型包括特征多次谐波和非特征多次谐波；
78.确定各类型多次谐波的个数，并基于所述各类型多次谐波的个数确定各多次谐波的调整系数；
79.基于各多次谐波的调整系数调整所述谐波电流指标数据，得到调整后的谐波电流指标数据。
80.示例的，确定2-25次的谐波电流指标数据的调整系数，如果有更高次的谐波电流指标数据可在谐波电压总畸变率中体现，各次谐波电流的调整系数需要根据海上风电机组的变流器主设备类型而定，对于双馈变流器和全功率变流器，若变流器为n脉动变流器时，首先计算25次谐波电流含有特征谐波的整数次数k；例如：若n＝6，则k＝4；n＝12，则k＝2；其次，为特征次数的谐波电流分配50％的调整系数，为非特征次数的谐波电流分配50％的调整系数；再次，特征次数的各次谐波电流平均分50％的调整系数，而非特征次数的各次谐波电流也是平均分50％的调整系数。例如：若n＝6，k＝4，为kn
±
1的总共8次的谐波电流平均分配50％的调整系数，其中5/7/11/13/17/19/23/25次谐波电流各分配50％/8＝6.25％的调整系数，而其余各次谐波电流分配50％/16＝3.125％的调整系数。
81.步骤3：基于获取的所述指标数据对电能质量的影响程度，分配所述调整后的谐波电流、所述谐波电压总畸变率、所述电压波动、所述电压闪变和所述三相电流不平衡度指标数据对应的权重；
82.在本公开实施例中，所述步骤3具体包括：
83.将所述调整后的谐波电流指标数据对应的权重分配为30％；
84.将所述谐波电压总畸变率指标数据对应的权重分配为20％；
85.将所述电压波动指标数据对应的权重分配为30％；
86.将所述电压闪变指标数据对应的权重分配为10％；
87.将所述三相电流不平衡度指标数据对应的权重分配为10％。
88.示例的，目前，海上风电场并网需要计算的电能质量指标包括5类，分别是谐波电流、谐波电压总畸变率、电压波动、电压闪变和三相电流不平衡度。分配各项指标数据的权重时，需要根据海上风电引发的电能质量问题而定，需要侧重谐波和电压波动指标，因此将指标数据权重分配如下：谐波电流分配30％权重，谐波电压总畸变率分配20％权重，电压波动分配30％权重，电压闪变和三相电流不平衡度各分配10％权重。其中，第一点描述的各次谐波电流权重分配方法是把谐波电流总指标作为100％进行分配，在确定并网友好度指标时，在第一点计算得到谐波电流指标数据后再按照30％的权重进行再计算。
89.步骤4：根据所述调整后的谐波电流、所述谐波电压总畸变率、所述电压波动、所述电压闪变和所述三相电流不平衡度指标数据及所述各指标数据对应的权重，计算海上风电场并网时的电能综合质量值。
90.在本公开实施例中，所述步骤4具体包括：
91.分别获取所述调整后的谐波电流指标数据与其对应的权重乘积值、所述谐波电压总畸变率指标数据与其对应的权重乘积值、所述电压波动与其对应的权重乘积值、所述电
压闪变与其对应的权重乘积值和所述三相电流不平衡度与其对应的权重乘积值；
92.将各所述乘积值相加，得到各所述乘积值之和，并将各所述乘积值之和作为所述海上风电场并网时的电能综合质量值。
93.示例的，电能综合质量值＝谐波电流*30％ 谐波电压总畸变率*20％ 电压波动*30％ 电压闪变*10％ 三相电流不平衡度*10％。
94.进一步的，所述本实施例提供的方法还可以包括：
95.确定所述海上风电场并网时的电能综合质量值对应的并网友好度等级；
96.基于所述海上风电场并网时的电能综合质量值对应的并网友好度等级，对所述海上风电场并网时友好度进行展示。
97.需要说明的是，并网友好度等级包括：第一等级、第二等级和第三等级，其中，第一等级表示电能质量并网友好度较好，用绿色表示；第二等级表示电能质量并网友好度适中，用黄色表示；第三等级表示电能质量指标超标，用红色表示。
98.进一步的，所述第一等级对应的电能综合质量值的范围为大于等于零且小于等于百分之七十；所述第二等级对应的电能综合质量值的范围为大于百分之七十且小于百分之百；所述第三等级对应的电能综合质量值的范围为大于等于百分之百。
99.综上所述，本实施例提出的海上风电场并网时的电能综合质量值的计算方法根据风电机组的变流器的脉动数对所述谐波电流指标数据进行调整，同时基于所述指标数据对电能质量的影响程度分配各指标数据对应的权重，确定海上风电场并网时的电能综合质量值，进而可以精确且简单直观判断并网友好度。
100.实施例二
101.图2为根据本技术一个实施例提供的一种基于核电厂生产任务的堆芯损伤频率计算系统，如图2所示，包括：
102.获取模块100，用于获取海上风电场并网时对应的谐波电流、谐波电压总畸变率、电压波动、电压闪变和三相电流不平衡度指标数据；
103.调整模块200，用于根据海上风电场中风电机组的变流器的脉动数对所述谐波电流指标数据进行调整，得到调整后的谐波电流指标数据；
104.分配模块300，用于基于获取的所述指标数据对电能质量的影响程度，分配所述调整后的谐波电流、所述谐波电压总畸变率、所述电压波动、所述电压闪变和所述三相电流不平衡度指标数据对应的权重；
105.计算模块400，用于根据所述调整后的谐波电流、所述谐波电压总畸变率、所述电压波动、所述电压闪变和所述三相电流不平衡度指标数据及所述各指标数据对应的权重，计算海上风电场并网时的电能综合质量值。
106.在本公开实施例中，如图3所示，所述获取模块100，包括：
107.第一获取单元101，用于获取海上风电场并网时对应的谐波电流真实值、谐波电压总畸变率真实值、电压波动真实值、电压闪变真实值和三相电流不平衡度真实值，及所述海上风电场并网时对应的谐波电流阈值、谐波电压总畸变率阈值、电压波动阈值、电压闪变阈值和三相电流不平衡度阈值；
108.第二获取单元102，用于分别获取所述真实值与其对应的阈值的比值，并将各所述真实值与其对应的阈值的比值作为所述指标数据。
109.在本公开实施例中，如图4所示，所述调整模块200，包括：
110.第一确定单元201，用于根据所述海上风电场中风电机组的变流器的脉动数确定所述谐波电流指标数据对应的谐波电流中各多次谐波的类型，其中所述多次谐波的类型包括特征多次谐波和非特征多次谐波；
111.第二确定单元202，用于确定各类型多次谐波的个数，并基于所述各类型多次谐波的个数确定各多次谐波的调整系数；
112.调整单元203，用于基于各多次谐波的调整系数调整所述谐波电流指标数据，得到调整后的谐波电流指标数据。
113.在本公开实施例中，所述分配模块300用于：
114.将所述调整后的谐波电流指标数据对应的权重分配为30％；
115.将所述谐波电压总畸变率指标数据对应的权重分配为20％；
116.将所述电压波动指标数据对应的权重分配为30％；
117.将所述电压闪变指标数据对应的权重分配为10％；
118.将所述三相电流不平衡度指标数据对应的权重分配为10％。
119.在本公开实施例中，如图5所示，所述计算模块400，包括：
120.第三获取单元401，用于分别获取所述调整后的谐波电流指标数据与其对应的权重乘积值、所述谐波电压总畸变率指标数据与其对应的权重乘积值、所述电压波动与其对应的权重乘积值、所述电压闪变与其对应的权重乘积值和所述三相电流不平衡度与其对应的权重乘积值；
121.计算单元402，用于将各所述乘积值相加，得到各所述乘积值之和，并将各所述乘积值之和作为所述海上风电场并网时的电能综合质量值。
122.进一步的，若所述谐波电流真实值与所述谐波电流阈值的比值、所述谐波电压总畸变率真实值与所述谐波电压总畸变率阈值的比值、所述电压波动真实值与所述电压波动阈值的比值、所述电压闪变真实值与所述电压闪变阈值的比值、所述三相电流不平衡度真实值与所述三相电流不平衡度阈值的比值中，存在大于1的比值，则所述海上风电场并网时的电能综合质量值等于1。
123.进一步的，如图6所示，所述系统还包括：
124.确定模块500，用于确定所述海上风电场并网时的电能综合质量值对应的并网友好度等级；
125.展示模块600，用于基于所述海上风电场并网时的电能综合质量值对应的并网友好度等级，对所述海上风电场并网时友好度进行展示。
126.综上所述，本实施例提出的海上风电场并网时的电能综合质量值的计算系统，本计算系统根据风电机组的变流器的脉动数对所述谐波电流指标数据进行调整，同时基于所述指标数据对电能质量的影响程度分配各指标数据对应的权重，确定海上风电场并网时的电能综合质量值，进而可以精确且简单直观判断并网友好度。
127.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任
一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
128.流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本技术的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本技术的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
129.尽管上面已经示出和描述了本技术的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本技术的限制，本领域的普通技术人员在本技术的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。