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FTT760電力柔性控制測試儀

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站通過采用相應(yīng)的有功控制系統(tǒng)、逆變器或者加裝獨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,新能源場站參與電網(wǎng)一次調(diào)頻控制試驗測試方法主要依靠頻率信號發(fā)生裝置和錄波儀等,缺少一次調(diào)頻測試的專用測試裝置。現(xiàn)場驗收檢測時受限于負(fù)荷工況,檢測分為高負(fù)荷和低負(fù)荷工況下測試,一次測試的時間在5至7天,時間長,檢測任務(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)避測試中環(huán)境的突變,大大增加了工作量。

FTT760電力柔性控制測試儀就是為了解決上述痛點而研制的。

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)量級的計算,結(jié)合多年積累、先進(jìn)的測試技術(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

FTT760常用型號如下:FTT760,包含4個模擬信號插件,1個模擬量測插件,1個數(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)備檢測場合。如表所示。

型號

交流激勵單元

采集單元

直流激勵單元

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

?  內(nèi)置工控機,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,滿足便攜測試需求;

?  具備電壓、電流輸出、開入開出等接口,對一次調(diào)頻裝置施加激勵信號量;

?  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,可對并網(wǎng)點進(jìn)行電氣量采集;

技術(shù)指標(biāo)

尺寸重量

FTT760機箱采用便攜式立式機箱,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,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)。

交流模擬信號插件

交流模擬信號插件包括1通道電壓; 技術(shù)指標(biāo)如下表所示。

項目

范圍


交流電壓

量程:100V

準(zhǔn)確度:0.05%RG

調(diào)節(jié)范圍:(0l30%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)載電流200mA;


交流電流

量程:5A

準(zhǔn)確度:0.05%RG

調(diào)節(jié)范圍:(0l20%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:1Hz100Hz

準(zhǔn)確度:0.002Hz

分辨率:1Hz100Hz

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):263次(功放頻帶5KHz


諧波含量:(基波:100%RG時,諧波最大是基波的40%

040%

諧波電壓

Uh≥ 1 % UN

準(zhǔn)確度:2%Uh

Uh1 %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。

交流模擬測量插件

項目

范圍

精度

交流電壓

AC 10~130V

0.05%RG

交流電流

端子輸入

5AUn:10%200%

0.05%In

小鉗表

5A100AIn:5%120%

0.2%In

大鉗表

500A、1000A、3000AIn:10%120%

0.5%In

頻率

3070Hz

0.005Hz

有功功率

端子輸入

5AUn:10%200%In:5%200%

0.1%

小鉗表

5A、100AUn:10%200%In:5%200%

0.5%

大鉗表

500A、1000AUn:10%200%In:10%120%

2%

無功功率

端子輸入

5AUn:10%200%、In:5%200%

0.2%

小鉗表

5A100AUn:10%200%、In:5%200%

0.5%

大鉗表

500A1000AUn:10%200%、In:10%120%

2%

采樣速率

1.6KHz3.2KHz、6.4KHz12.8KHz、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;

適用于測量工頻信號,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;

        適用于測量工頻信號,頻帶50kHz。

數(shù)字插件

項目

特性

精度

4路隔離開入量

空接點和220V有源接點兼容

開入量動作時間測量誤差:≤1ms

4路隔離開出量

快速接點,容量50mA/220V AC/DC

輸出不同步時間誤差:≤0.1ms

人機界面

工控機設(shè)計,可運行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)字采用實體反饋按鍵,既美觀,又操作快捷,避免誤觸造成事故;對外接口有2個獨立RJ45網(wǎng)口,2個RS232串口,2個USB口。

主要功能

?頻率階躍擾動測試

為了測試一次調(diào)頻的動態(tài)性能,包括頻率階躍上擾測試和頻率階躍下擾測試,按照下表的內(nèi)容測試新能源場站一次調(diào)頻裝置在頻率階躍擾動情況下的響應(yīng)特性。

序號

頻率擾動類型

場站類型

頻率變化及持續(xù)時間說明

頻率波形圖

1

階躍上擾

風(fēng)電場

50Hz→50.20Hz,持續(xù)20s恢復(fù)至50Hz

階躍上擾

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

50Hz→49.80Hz持續(xù)20s恢復(fù)至50Hz

階躍下擾

4

光伏電站

50Hz→49.79Hz持續(xù)20s恢復(fù)至50Hz

?模擬實際頻率擾動測試

為了測試一次調(diào)頻裝置在電網(wǎng)頻率擾動情況下的運行情況,選取典型的頻率上擾和頻率下擾進(jìn)行測試,按照下表的內(nèi)容測試新能源場站一次調(diào)頻裝置在模擬電網(wǎng)實際頻率擾動情況下的響應(yīng)特性。


序號

頻率擾動類型

頻率波形圖

1

波動上擾

頻率上升

2

波動下擾

頻率下降

?防擾動性能測試

為驗證一次調(diào)頻裝置在電網(wǎng)電壓擾動情況下,能否具備高、低壓暫態(tài)過程中的防擾動性能,以檢驗一次調(diào)頻響應(yīng)功能是否誤動作。包括兩種情況:第一、選取快速頻率響應(yīng)控制系統(tǒng)計算頻率的某一相,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)時間≥150ms,并在電壓跌落和恢復(fù)時完成兩次相移,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)時間≥500ms,并在電壓階躍和恢復(fù)時完成兩次相移,每次相移≥60 °,如下圖所示。

單相跌落至60%

三相階躍至120%

?一次調(diào)頻與協(xié)調(diào)控制測試

為驗證一次調(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)測試項目如下表所示。

指令疊加類型

二次調(diào)頻指令

增10%Pn

減10%Pn

頻率擾動類型

波動上擾

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)及限幅測試

為了測試一次調(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)定限幅時對應(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。

一次調(diào)頻死區(qū)及限幅頻率上升

一次調(diào)頻死區(qū)及限幅頻率下降

?測頻精度測試

通過FTT760電力柔性控制測試儀輸出模擬不同頻率的信號,通過規(guī)約獲取一次調(diào)頻裝置的頻率遙測值,進(jìn)行驗證。

?頻率采樣周期測試

通過FTT760電力柔性控制測試儀輸出頻率變化足夠快(<100ms)的電壓周期信號,讀取一次調(diào)頻裝置頻率遙測值。

?響應(yīng)有功控制周期

通過FTT760電力柔性控制測試儀輸出激勵信號(超過死區(qū)),通過規(guī)約記錄一次調(diào)頻裝置控制信號響應(yīng)時間,驗證其有功控制周期。

?同步功能

精準(zhǔn)的GPS守時電路,現(xiàn)場條件允許情況下接收外部GPS信號,無GPS信號時同樣保證自身守時。

?故障回放

通過導(dǎo)入COMTRADE文件選擇電壓、電流通道輸出,實現(xiàn)故障回放功能。

?三遙測試

三遙綜合測試:手動輸出電壓電流及開出、同時監(jiān)測開入量變化,一般用于測試硬件輸出或軟件模擬規(guī)約通訊狀態(tài)。 遙測測試:輸出三相交流電壓、電流信號,可設(shè)置幅值、頻率、相位。輸出信號模擬現(xiàn)場的交流信號,提供給被測設(shè)備,以檢驗設(shè)備遙測采集的測量精度。 遙信測試:通過發(fā)出開關(guān)量信號,模擬現(xiàn)場設(shè)備動作事件,檢測被測設(shè)備遙信功能是否正常??蓪b信防抖時間、遙信風(fēng)暴、遙信雪崩響應(yīng)等進(jìn)行測試。 遙控測試:檢測一次調(diào)頻裝置各路遙控執(zhí)行功能是否正常,可對一次調(diào)頻裝置遙控正確性、保持時間進(jìn)行檢測。

便攜設(shè)計及人性化操作

本產(chǎn)品體積小、重量輕,便于測試人員攜帶,方便現(xiàn)場測試。且人機操作接口豐富,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)用場景

現(xiàn)場應(yīng)用場景

在現(xiàn)場做測試時,把一次調(diào)頻裝置、AGC主機及能管平臺等作為一個黑盒子,在新能源電場升壓電氣設(shè)備間,將FTT760電力柔性控制測試儀的激勵單元輸出的三相電壓信號接入到一次調(diào)頻裝置,上位機依據(jù)預(yù)定檢測方案,控制FTT760電力柔性控制測試儀的激勵單元輸出三相電壓信號給一次調(diào)頻裝置測頻單元,通過快速調(diào)節(jié)三相電壓信號幅度和頻率,調(diào)節(jié)一次調(diào)頻裝置的輸出功率,F(xiàn)TT760電力柔性控制測試儀通過鉗表接入送到升壓電子設(shè)備間并網(wǎng)點PT 和CT二次信號,F(xiàn)TT760電力柔性控制測試儀的錄波單元采集并網(wǎng)點PT和CT的二次信號,進(jìn)行錄波分析,并將數(shù)據(jù)傳送上位機,完成測試新能源電場快速頻率調(diào)節(jié)的閉環(huán)測試,上位機依據(jù)理論波形和實際波形進(jìn)行比對分析,自動生成測試報告。FTT760電力柔性控制測試儀與一次調(diào)頻裝置通過104或modbus TCP通信,獲取一次調(diào)頻系統(tǒng)快速計算的輸出報文,以此獲取目標(biāo)值及時間等信息。如上圖所示。

控制方式

激勵源和錄波源支持以太網(wǎng)接口、USB接口,可通過計算機直連或通過4G無線模塊對激勵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

絲印標(biāo)識

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)量輸入信號輸入


6

開關(guān)量輸出

1 2 3 4

四路開關(guān)量輸入信號輸出


7

GPS

GPS信號接入口


8

網(wǎng)口網(wǎng)口2

網(wǎng)絡(luò)接口


9

USB

USB接口