[发明专利]面向多应用场景的新能源数据采集装置、系统及方法

权利要求书

1.面向多应用场景的新能源数据采集装置，其特征是，采集现场数据并利用电能质量分析模块、故障行为特性分析模块、有功功率控制能力测试模块及防孤岛分析模块对数据进行分析处理；

所述面向多应用场景的新能源数据采集装置在分布式数据采集单元硬件平台的基础上，通过编程定义不同的软件功能模块，实现不同的特性试验；所述面向多应用场景的新能源数据采集装置应用在风电场和光伏电站；

所述电能质量分析模块，采用主客观权重线性加权确定指标综合权重，将代表电能质量的指标进行去量钢化处理获得无量纲决策矩阵；

将无量纲决策矩阵与指标综合权重相乘形成加权矩阵；然后将进行分裂，形成各指标序列，其分别为加权化后的理想电能质量指标序列、待评估电能质量指标序列和等级界限电能质量指标序列；

以理想电能质量指标序列为参考序列，由等级界限电能质量指标序列与理想电能质量指标序列进行比较计算而得到第一匹配系数；由待评估电能质量指标序列与理想电能质量指标序列进行比较计算得到第二匹配系数；依据第一匹配系数确定电能质量评估等级范围，根据第二匹配系数确定输出匹配系数值；

故障行为特性分析模块，建立风电场动态模型以及光伏发电系统仿真模型，并接入无穷大电力系统中，分析无穷大电力系统在电网发生三相短路故障时对风电光伏发电机组出口电压的影响；

所述故障行为特性分析模块分析故障时光伏、风电场与电网间的相互影响，有功暂态、无功暂态特性对故障的影响，以及故障恢复过程中有功功率、无功功率对电网运行的影响，利用阻抗分压切换在二次侧模拟电压跌落和跃升的暂态过程，跌落深度可调，高穿幅度可调，跌落、高穿时间可调，同时实时跟踪记录并网点处及无功补偿装置支路无功功率变化，进行无功暂态分析和故障恢复时间特性分析；

有功功率控制能力测试模块，将预先设置好的有功功率曲线下发给运动机，通过AGC系统实现光伏、风电场有功控制，同时实时跟踪记录并网点处有功功率变化，并将预先设置好的有功功率曲线与实时采集到的有功功率变化曲线拟合到同一时间坐标内进行对比分析；

所述有功功率控制能力测试模块中，光伏、风电场分配有功功率时，以光伏、风电场集群有功出力最大、联络线损耗最小为目标建立目标函数，对目标函数进行约束的条件包括：网络安全约束、输出功率约束、最大功率变化率约束、频繁启停约束，目标函数及约束条件构成光伏、风电场有功功率分配模型；

防孤岛分析模块，实时采集公共连接点PCC电压，对电压进行快速傅里叶变换提取谐波幅值，同时对电压进行处理得到特征值，特征值和谐波幅值同时与设定的孤岛阂值进行比较，从而判断是否发生孤岛。

2.如权利要求1所述的面向多应用场景的新能源数据采集装置，其特征是，所述电能质量分析模块中电能质量指标包括电压偏差、暂态压降、三相不平衡、电压波动、电压闪变、电压谐波、频率偏差、供电可靠性、服务性指标，对电能质量指标依据电能质量等级标准分为5级，对应为优质、良好、中等、合格、不合格；

所述电能质量分析模块中客观权重采用熵值法，主观权重采用层次分析法，将评估样本与等级指标结合，利用线性比例变换法，对指标进行去量钢，形成成本型决策矩阵，并进一步做标准归一化处理得到无量纲决策矩阵，将已得到的客观权重和主观权重进行线性加权，得到各指标的综合权重向量。

3.如权利要求1所述的面向多应用场景的新能源数据采集装置，其特征是，所述电能质量分析模块中依据第一匹配系数确定电能质量评估等级范围，根据第二匹配系数确定输出匹配系数，在输出电能质量评估结果时将电能质量评估等级范围及输出匹配系数转换成百分制的形式输出；

所述电能质量分析模块中第一匹配系数及第二匹配系数利用DTW算法获得。

4.如权利要求1所述的面向多应用场景的新能源数据采集装置，其特征是，所述故障行为特性分析模块中，监测量包括直流母线电压/电流、有功功率、无功功率、转子电压/电流和转速，仿真模型输入由风速、光辐照度和无功功率给定，输出通过变压器及输电线路与电网相连，并采用相应的标准验证发电机组故障穿越能力。