測(cè)試設(shè)備與系統(tǒng)
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FTT760電力柔性控制測(cè)試儀
隨著以新能源為主題的新型電力系統(tǒng)的發(fā)展,電力電子器件在電網(wǎng)中的滲透率越來越高,電網(wǎng)愈發(fā)柔性,電網(wǎng)結(jié)構(gòu)愈發(fā)復(fù)雜,傳統(tǒng)的調(diào)頻方式已不能滿足新能源接入后的調(diào)節(jié)需求,因此亟需在新能源場(chǎng)站通過采用相應(yīng)的有功控制系統(tǒng)、逆變器或者加裝獨(dú)立控制裝置等方法來完成有功——頻率下垂特性控制,使其具備參與電網(wǎng)快速頻率調(diào)整的能力。目前,新能源場(chǎng)站參與電網(wǎng)一次調(diào)頻控制試驗(yàn)測(cè)試方法主要依靠頻率信號(hào)發(fā)生裝置和錄波儀等,缺少一次調(diào)頻測(cè)試的專用測(cè)試裝置。現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收檢測(cè)時(shí)受限于負(fù)荷工況,檢測(cè)分為高負(fù)荷和低負(fù)荷工況下測(cè)試,一次測(cè)試的時(shí)間在5至7天,時(shí)間長(zhǎng),檢測(cè)任務(wù)繁瑣,工具不專業(yè),需要專業(yè)工程師來操作分析,無法規(guī)避測(cè)試中環(huán)境的突變,大大增加了工作量。
FTT760電力柔性控制測(cè)試儀就是為了解決上述痛點(diǎn)而研制的。
FTT760采用高速雙A9處理器、大容量FPGA芯片,保證高速數(shù)據(jù)采樣、大數(shù)量級(jí)的計(jì)算,結(jié)合多年積累、先進(jìn)的測(cè)試技術(shù),為客戶提供穩(wěn)定可靠的標(biāo)準(zhǔn)依據(jù);根據(jù)應(yīng)用的需要可以配置不同種類、不同數(shù)量的插件,提高了裝置的可靠性和可維護(hù)性,其樣式圖如圖所示。
FTT760常用型號(hào)如下:FTT760,包含4個(gè)模擬信號(hào)插件,1個(gè)模擬量測(cè)插件,1個(gè)數(shù)字插件,可以應(yīng)用于光伏、風(fēng)電一次快頻系統(tǒng)等柔性設(shè)備檢測(cè)場(chǎng)合。如表所示。
型號(hào) | 交流激勵(lì)單元 | 采集單元 | 直流激勵(lì)單元 | 觸發(fā)單元 | 備注 | |||
FTT760 | 電壓 | 4*130V | 電壓 | 4*1000V | 電壓 | 10V | 4DI | |
電流 | 4*6A | 電流 | 4*20A(互感器) 4*1000A(鉗表) | 電流 | 20mA | 4DO | 重量:10KG |
特點(diǎn)
? 內(nèi)置工控機(jī),配備Win7操作系統(tǒng);
? 面板式鼠標(biāo)、鍵盤操作,也可外接鼠標(biāo)、鍵盤;
? 10.1英寸液晶顯示,帶電容觸控;
? 體積小,重量輕,滿足便攜測(cè)試需求;
? 具備電壓、電流輸出、開入開出等接口,對(duì)一次調(diào)頻裝置施加激勵(lì)信號(hào)量;
? 具備串口、網(wǎng)口,滿足多樣化的通訊方式;
? 具備電壓輸出短路、電流輸出開路、通道溫度過熱保護(hù)等多種保護(hù)功能;
? 具備電壓、電流錄波采集功能,可對(duì)并網(wǎng)點(diǎn)進(jìn)行電氣量采集;
技術(shù)指標(biāo)
尺寸重量
FTT760機(jī)箱采用便攜式立式機(jī)箱,整潔美觀;采取了先進(jìn)的功放技術(shù)、風(fēng)道技術(shù)與模塊設(shè)計(jì),結(jié)構(gòu)優(yōu)越,重量大大減輕,僅為15Kg,便攜性與可維護(hù)性較好,箱體尺寸:360mm(寬)*200mm(高)*375mm(深)。
交流模擬信號(hào)插件
交流模擬信號(hào)插件包括1通道電壓; 技術(shù)指標(biāo)如下表所示。
項(xiàng)目 | 范圍 | ||
交流電壓 | 量程:100V | 準(zhǔn)確度:0.05%RG | |
調(diào)節(jié)范圍:(0~l30)%RG | 細(xì)度:0.01%RG | ||
穩(wěn)定度:100%RG時(shí) | 0.01%/1min | ||
失真度:100%RG時(shí) | <0.1%(非容性負(fù)載) | ||
輸出負(fù)載:每相最大負(fù)載電流200mA; | |||
交流電流 | 量程:5A | 準(zhǔn)確度:0.05%RG | |
調(diào)節(jié)范圍:(0~l20)%RG | 細(xì)度:0.01%RG | ||
穩(wěn)定度:100%RG | 0.01%/1min | ||
失真度:100%RG | <0.1%(非容性負(fù)載) | ||
輸出負(fù)載:每相最大負(fù)載電壓3V | |||
頻率 | 調(diào)節(jié)范圍:1Hz~100Hz | 準(zhǔn)確度:0.002Hz | |
分辨率:1Hz~100Hz | 0.001Hz | ||
調(diào)節(jié)響應(yīng)速度: | 10ms | ||
相位 | 調(diào)節(jié)范圍:180°~-180° | 準(zhǔn)確度:0.005° | |
分辨率: | 0.001° | ||
電壓諧波 | 次數(shù):2~63次(功放頻帶5KHz) | ||
諧波含量:(基波:100%RG時(shí),諧波最大是基波的40%) | 0~40%; | ||
諧波電壓 | Uh≥ 1 % UN | 準(zhǔn)確度:2%Uh | |
Uh<1 %UN | 準(zhǔn)確度:0.02% UN | ||
(h為諧波次數(shù),Uh為諧波電壓,UN標(biāo)稱電壓) | |||
備注: |
直流模擬信號(hào)插件
?直流電壓通道
0~10V,輸出電流≤0.02A。
?直流電流通道
4~20mA量程,最大端電壓10V。
?開關(guān)量直流電源通道
0~240V量程,最大負(fù)載容量10VA。
交流模擬測(cè)量插件
項(xiàng)目 | 范圍 | 精度 | |
交流電壓 | AC 10~130V | 0.05%RG | |
交流電流 | 端子輸入 | 5A(Un:10%~200%) | 0.05%In |
小鉗表 | 5A、100A(In:5%~120%) | 0.2%In | |
大鉗表 | 500A、1000A、3000A(In:10%~120%) | 0.5%In | |
頻率 | 30~70Hz | 0.005Hz | |
有功功率 | 端子輸入 | 5A(Un:10%~200%、In:5%~200%) | 0.1% |
小鉗表 | 5A、100A(Un:10%~200%、In:5%~200%) | 0.5% | |
大鉗表 | 500A、1000A(Un:10%~200%、In:10%~120%) | 2% | |
無功功率 | 端子輸入 | 5A(Un:10%~200%、In:5%~200%) | 0.2% |
小鉗表 | 5A、100A(Un:10%~200%、In:5%~200%) | 0.5% | |
大鉗表 | 500A、1000A(Un:10%~200%、In:10%~120%) | 2% | |
采樣速率 | 1.6KHz、3.2KHz、6.4KHz、12.8KHz、25.6KHz、51.2KHz、102.4KHz可選 | ||
電氣隔離 | AC 2500V |
?交流電壓通道
板內(nèi)各通道共地,各通道與裝置工作電源間均具有2500V的隔離耐壓水平;
適用于測(cè)量工頻信號(hào),頻帶50kHz,輸入阻抗為1M歐姆。
?交流電流通道
板內(nèi)各通道共地,各通道與裝置工作電源間均具有2500V的隔離耐壓水平;
互感器接入,對(duì)外各通道間隔離,各通道與裝置工作電源具有2500V的隔離耐壓水平;
采用專用鉗形CT輸入,對(duì)外各通道間隔離,各通道與裝置工作電源間均具有2500V的隔離耐壓水平;
適用于測(cè)量工頻信號(hào),頻帶50kHz。
數(shù)字插件
項(xiàng)目 | 特性 | 精度 |
4路隔離開入量 | 空接點(diǎn)和220V有源接點(diǎn)兼容 | 開入量動(dòng)作時(shí)間測(cè)量誤差:≤1ms |
4路隔離開出量 | 快速接點(diǎn),容量50mA/220V AC/DC | 輸出不同步時(shí)間誤差:≤0.1ms |
人機(jī)界面
工控機(jī)設(shè)計(jì),可運(yùn)行WinXP、Win7操作系統(tǒng);液晶采用8.4寸高清屏,配合良好的UI界面,讓操作人員有舒適的視覺感受;人機(jī)操作接口豐富,采用高靈敏電容觸摸屏、軌跡球,常用功能和數(shù)字采用實(shí)體反饋按鍵,既美觀,又操作快捷,避免誤觸造成事故;對(duì)外接口有2個(gè)獨(dú)立RJ45網(wǎng)口,2個(gè)RS232串口,2個(gè)USB口。
主要功能
?頻率階躍擾動(dòng)測(cè)試
為了測(cè)試一次調(diào)頻的動(dòng)態(tài)性能,包括頻率階躍上擾測(cè)試和頻率階躍下擾測(cè)試,按照下表的內(nèi)容測(cè)試新能源場(chǎng)站一次調(diào)頻裝置在頻率階躍擾動(dòng)情況下的響應(yīng)特性。
序號(hào) | 頻率擾動(dòng)類型 | 場(chǎng)站類型 | 頻率變化及持續(xù)時(shí)間說明 | 頻率波形圖 |
1 | 階躍上擾 | 風(fēng)電場(chǎng) | 50Hz→50.20Hz,持續(xù)20s恢復(fù)至50Hz | |
2 | 光伏電站 | 50Hz→50.21Hz,持續(xù)20s恢復(fù)至50Hz | ||
3 | 階躍下擾 | 風(fēng)電場(chǎng) | 50Hz→49.80Hz, 持續(xù)20s恢復(fù)至50Hz | |
4 | 光伏電站 | 50Hz→49.79Hz, 持續(xù)20s恢復(fù)至50Hz |
?模擬實(shí)際頻率擾動(dòng)測(cè)試
為了測(cè)試一次調(diào)頻裝置在電網(wǎng)頻率擾動(dòng)情況下的運(yùn)行情況,選取典型的頻率上擾和頻率下擾進(jìn)行測(cè)試,按照下表的內(nèi)容測(cè)試新能源場(chǎng)站一次調(diào)頻裝置在模擬電網(wǎng)實(shí)際頻率擾動(dòng)情況下的響應(yīng)特性。
序號(hào) | 頻率擾動(dòng)類型 | 頻率波形圖 |
1 | 波動(dòng)上擾 | |
2 | 波動(dòng)下擾 |
?防擾動(dòng)性能測(cè)試
為驗(yàn)證一次調(diào)頻裝置在電網(wǎng)電壓擾動(dòng)情況下,能否具備高、低壓暫態(tài)過程中的防擾動(dòng)性能,以檢驗(yàn)一次調(diào)頻響應(yīng)功能是否誤動(dòng)作。包括兩種情況:第一、選取快速頻率響應(yīng)控制系統(tǒng)計(jì)算頻率的某一相,按照低穿特征曲線,電壓幅值瞬間跌落到(0%、 20%、 40%、60%、 80%)額定電壓,持續(xù)時(shí)間≥150ms,并在電壓跌落和恢復(fù)時(shí)完成兩次相移,每次相移≥60 °,如圖2所示;第二、按照高穿特征曲線,選取三相電壓幅值瞬間階躍到(115%、120%、 125%、 130%)額定電壓,持續(xù)時(shí)間≥500ms,并在電壓階躍和恢復(fù)時(shí)完成兩次相移,每次相移≥60 °,如下圖所示。
?一次調(diào)頻與協(xié)調(diào)控制測(cè)試
為驗(yàn)證一次調(diào)頻能否與二次調(diào)頻指令良好配合,包括一次調(diào)頻閉鎖AGC、AGC閉鎖一次調(diào)頻、一次調(diào)頻與AGC指令疊加、AGC反向閉鎖一次調(diào)頻和一次調(diào)頻反向閉鎖AGC等模式。AGC協(xié)調(diào)測(cè)試項(xiàng)目如下表所示。
指令疊加類型 | 二次調(diào)頻指令 | ||
增10%Pn | 減10%Pn | ||
頻率擾動(dòng)類型 | 波動(dòng)上擾 50.09 | 上擾+二次調(diào)頻增 | 上擾+二次調(diào)頻減 |
二次調(diào)頻增+上擾 | 二次調(diào)頻減+上擾 | ||
波動(dòng)下擾 49.91 | 下擾+二次調(diào)頻增 | 下擾+二次調(diào)頻減 | |
二次調(diào)頻增+下擾 | 二次調(diào)頻減+下擾 | ||
波動(dòng)上擾 50.20 | 上擾+二次調(diào)頻增 | 上擾+二次調(diào)頻減 | |
二次調(diào)頻增+上擾 | 二次調(diào)頻減+上擾 | ||
波動(dòng)下擾 49.80 | 下擾+二次調(diào)頻增 | 下擾+二次調(diào)頻減 | |
二次調(diào)頻增+下擾 | 二次調(diào)頻減+下擾 | ||
注:表格中“+”表示兩種指令以時(shí)序疊加,如“上擾+二次調(diào)頻增”表示:先進(jìn)行頻率上擾,待快速頻率響應(yīng)功能動(dòng)作后在頻率上擾結(jié)束前觸發(fā)二次調(diào)頻增功率指令。 |
?一次調(diào)頻死區(qū)及限幅測(cè)試
為了測(cè)試一次調(diào)頻裝置設(shè)置的調(diào)頻死區(qū)和限幅是否準(zhǔn)確。按照50Hz起以0.002Hz/s的速率變化頻率到設(shè)定死區(qū)值,再以0.01Hz/s的速率變化至頻率達(dá)到穩(wěn)定限幅時(shí)對(duì)應(yīng)的頻率值,最后以0.1Hz/s的速率變化至50Hz。頻率上升、下降如下圖所示。
?測(cè)頻精度測(cè)試
通過FTT760電力柔性控制測(cè)試儀輸出模擬不同頻率的信號(hào),通過規(guī)約獲取一次調(diào)頻裝置的頻率遙測(cè)值,進(jìn)行驗(yàn)證。
?頻率采樣周期測(cè)試
通過FTT760電力柔性控制測(cè)試儀輸出頻率變化足夠快(<100ms)的電壓周期信號(hào),讀取一次調(diào)頻裝置頻率遙測(cè)值。
?響應(yīng)有功控制周期
通過FTT760電力柔性控制測(cè)試儀輸出激勵(lì)信號(hào)(超過死區(qū)),通過規(guī)約記錄一次調(diào)頻裝置控制信號(hào)響應(yīng)時(shí)間,驗(yàn)證其有功控制周期。
?同步功能
精準(zhǔn)的GPS守時(shí)電路,現(xiàn)場(chǎng)條件允許情況下接收外部GPS信號(hào),無GPS信號(hào)時(shí)同樣保證自身守時(shí)。
?故障回放
通過導(dǎo)入COMTRADE文件選擇電壓、電流通道輸出,實(shí)現(xiàn)故障回放功能。
?三遙測(cè)試
三遙綜合測(cè)試:手動(dòng)輸出電壓電流及開出、同時(shí)監(jiān)測(cè)開入量變化,一般用于測(cè)試硬件輸出或軟件模擬規(guī)約通訊狀態(tài)。 遙測(cè)測(cè)試:輸出三相交流電壓、電流信號(hào),可設(shè)置幅值、頻率、相位。輸出信號(hào)模擬現(xiàn)場(chǎng)的交流信號(hào),提供給被測(cè)設(shè)備,以檢驗(yàn)設(shè)備遙測(cè)采集的測(cè)量精度。 遙信測(cè)試:通過發(fā)出開關(guān)量信號(hào),模擬現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備動(dòng)作事件,檢測(cè)被測(cè)設(shè)備遙信功能是否正常??蓪?duì)遙信防抖時(shí)間、遙信風(fēng)暴、遙信雪崩響應(yīng)等進(jìn)行測(cè)試。 遙控測(cè)試:檢測(cè)一次調(diào)頻裝置各路遙控執(zhí)行功能是否正常,可對(duì)一次調(diào)頻裝置遙控正確性、保持時(shí)間進(jìn)行檢測(cè)。
便攜設(shè)計(jì)及人性化操作
本產(chǎn)品體積小、重量輕,便于測(cè)試人員攜帶,方便現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試。且人機(jī)操作接口豐富,采用高靈敏電容觸摸屏、軌跡球,常用功能和數(shù)字采用實(shí)體反饋按鍵,既美觀,又操作快捷,避免誤觸造成事故。
應(yīng)用場(chǎng)景
在現(xiàn)場(chǎng)做測(cè)試時(shí),把一次調(diào)頻裝置、AGC主機(jī)及能管平臺(tái)等作為一個(gè)黑盒子,在新能源電場(chǎng)升壓電氣設(shè)備間,將FTT760電力柔性控制測(cè)試儀的激勵(lì)單元輸出的三相電壓信號(hào)接入到一次調(diào)頻裝置,上位機(jī)依據(jù)預(yù)定檢測(cè)方案,控制FTT760電力柔性控制測(cè)試儀的激勵(lì)單元輸出三相電壓信號(hào)給一次調(diào)頻裝置測(cè)頻單元,通過快速調(diào)節(jié)三相電壓信號(hào)幅度和頻率,調(diào)節(jié)一次調(diào)頻裝置的輸出功率,F(xiàn)TT760電力柔性控制測(cè)試儀通過鉗表接入送到升壓電子設(shè)備間并網(wǎng)點(diǎn)PT 和CT二次信號(hào),F(xiàn)TT760電力柔性控制測(cè)試儀的錄波單元采集并網(wǎng)點(diǎn)PT和CT的二次信號(hào),進(jìn)行錄波分析,并將數(shù)據(jù)傳送上位機(jī),完成測(cè)試新能源電場(chǎng)快速頻率調(diào)節(jié)的閉環(huán)測(cè)試,上位機(jī)依據(jù)理論波形和實(shí)際波形進(jìn)行比對(duì)分析,自動(dòng)生成測(cè)試報(bào)告。FTT760電力柔性控制測(cè)試儀與一次調(diào)頻裝置通過104或modbus TCP通信,獲取一次調(diào)頻系統(tǒng)快速計(jì)算的輸出報(bào)文,以此獲取目標(biāo)值及時(shí)間等信息。如上圖所示。
控制方式
激勵(lì)源和錄波源支持以太網(wǎng)接口、USB接口,可通過計(jì)算機(jī)直連或通過4G無線模塊對(duì)激勵(lì)源的輸出和錄波源的錄波進(jìn)行操作控制。
端子說明
包含4路交流電壓輸出端口,4路交流電流輸出端口,1路直流電源輸出,1路模擬量輸出,4路開關(guān)量輸入端口,4路開關(guān)量輸出端口,1路GPS天線接入口,2路網(wǎng)口,4路USB接口。
序號(hào) | 絲印標(biāo)識(shí) | 功能描述 | 備注 |
1 | 電壓輸出 Ua Ub Uc Uz Un | ABCZ四路電壓輸出,N為公共端 | |
2 | 電流輸出 Ia Ib Ic Iz In | ABCZ四路電流輸出,N為公共端 | |
3 | 直流電源輸出 DC+ DC- | 輸出0~240V直流電源 | |
4 | 模擬量輸出0~10V 0~20mA | 輸出0~10V直流電壓和0~20mA直流電流 | |
5 | 開關(guān)量輸入 1 2 3 4 | 四路開關(guān)量輸入信號(hào)輸入 | |
6 | 開關(guān)量輸出 1 2 3 4 | 四路開關(guān)量輸入信號(hào)輸出 | |
7 | GPS | GPS信號(hào)接入口 | |
8 | 網(wǎng)口1 網(wǎng)口2 | 網(wǎng)絡(luò)接口 | |
9 | USB | USB接口 |