[发明专利]一种动态无功补偿装置响应时间测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种动态无功补偿装置响应时间测试方法，属于电力电子技术领域。

背景技术

动态无功补偿装置近年来在风电、冶金、煤炭、输配电领域等领域得到了广泛的应用，包括 SVC（静止无功补偿器）和SVG（静止无功发生器），其中，SVG又称STATCOM（静止同步补偿器）。SVC根据技术上的不同，分为TCR（晶闸管控制电抗器）、TSC（晶闸管投切电容器）、MCR（磁控电抗器）和TCT（晶闸管控制变压器）等。与传统的并联电容器装置相比，动态无功补偿装置的突出优势为容量连续可调、响应速度快。目前，静止无功补偿器SVC，响应速度一般在几十ms到几百ms，而技术更先进的STATCOM，响应速度可达几个ms。

当前，关于动态无功补偿装置响应时间的定义，DL/T 1193-2012《柔性输电术语》和电力行标DL/T 1216-2013《配电网静止同步补偿器技术规范》的描述如下：“阶跃响应时间：当输入阶跃控制信号后，装置输出电气量从0目标值达到90％目标值所用的时间，且期间没有产生过冲”。“镇定时间：当输入阶跃控制信号后，装置输出电气量达到目标值的±5％范围内所用的时间”，如图1所示。传统的并联电容器装置由于响应速度较慢，很少有人关心或者测试其响应时间，而动态无功补偿装置的响应速度是其优越性的重要体现，响应时间是非常重要的指标。

上述给出的阶跃响应时间的定义，一般是指恒无功运行方式下，改变输出设定容量，动态无功补偿装置的响应时间。实际上，动态无功补偿装置有多种不同的运行模式，如恒无功运行方式、负荷补偿运行方式、电压控制运行方式等，对应这些模式，响应时间可分为阶跃响应时间、负荷补偿响应时间、电压暂态跌落响应时间等。由于响应速度快，目前动态无功补偿响应时间的测试一般通过记录波形曲线来判别，常用的是电流波形曲线法，如电力行标DL/T1216《配电网静止同步补偿器技术规范》在定义3.12阶跃响应时间，同时注明：由于电压变化范围较小，难以获得清晰的变化曲线，一般可以用无功电流变化曲线来说明响应时间。

采用电流波形曲线法测试响应时间，由于无功输出信号无法实时测量记录，该方法将电流信号代替无功信号，忽略该时段电压信号的变化，不能精确的测试装置的响应时间，同样也无法测试阶跃响应时间和镇定时间，导致很多场合无法有效区分阶跃响应时间和镇定时间，使这两个概念理解上存在偏差和误区。有鉴于此，本发明人对此进行研究，专门开发出一种动态无功补偿装置响应时间测试方法，本案由此产生。

发明内容

本发明的目的是提供一种动态无功补偿装置响应时间测试方法，不仅具有计算简单、结果精确的特点，还能够准确测试阶跃响应时间和镇定时间，解决目前存在的响应时间概念理解误区。

为了实现上述目的，本发明的解决方案是：

一种动态无功补偿装置响应时间测试方法，包括负荷补偿响应时间测试步骤，阶跃响应时间测试步骤和电压暂态跌落响应时间测试步骤，其中：

负荷补偿响应时间测试步骤：动态无功补偿装置与电容器组并联运行，动态无功补偿装置设定为负荷补充运行状态，投入或切除电容器组，测试并记录电容器组投入或切除时的母线电压、电容器组支路电流，以及动态无功补偿装置输出电流的瞬间波形，根据上述各个电压电流波形，以及三相装置的瞬时无功功率计算公式：

u_a、u_b、u_c——分别为母线电压A、B、C相瞬时电压；

i_a、i_b、i_c——分别为在负荷补充运行状态下，电容器组支路A、B、C相瞬时电流，或者动态无功补偿装置输出A、B、C相瞬时电流；

分别计算得到动态无功补偿装置瞬时无功功率波形曲线和电容器组瞬时无功功率波形曲线，根据电容器组瞬时无功功率波形曲线，确定电容器组投入或切除完成的第一时刻点，根据动态无功补偿装置无功功率波形曲线，确定动态无功补偿装置输出完成响应的第二时刻点，计算得到第一时刻点与第二时刻点之间的时间差，该时间差即为动态无功补偿装置的负荷补偿响应时间；