技术领域
[0001] 本实用新型涉及无功补偿装置的检测装置，具体涉及一种可移动式动态无功补偿装置检测仪。
背景技术
[0002] 目前，动态无功补偿设备已广泛的应用于我国的
风电场、新
能源发电及工业领域。随着
风力发电在电力能源中所占比例越来越大，风力发电系统对
电网安全稳定运行的影响已经不能忽略。风电场安装的动态无功
电压补偿设备的控制性能将直接影响到风
电机组的安全稳定运行及高
低电压穿越能力。因此，风电场动态无功补偿设备投入前的现场检测至关重要。
[0003] 常规的风电场动态无功补偿装置测试可分为一次扰动测试和仿真模拟测试。一次扰动测试即在电网一次侧直接产生扰动进行测试，影响风电场正常运行，同时设备体积大造价高，不易移动。模拟仿真测试采用数字仿真模电网故障就电力
电子器件，对无功补偿装置
控制器进行测试，该方法可全面测试控制器的各项性能，但仿真系统价格昂贵且无法测试动态无功补偿装置的整机性能。实用新型内容
[0004] 针对
现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种可移动式动态无功补偿装置检测仪，本实用新型克服了可一次扰动测试和仿真模拟测试的缺点，同时可以在系统正常运行工况下对动态无功补偿装置整机进行全面的测试。
[0005] 本实用新型的目的是采用下述技术方案实现的：
[0006] 本实用新型提供一种可移动式动态无功补偿装置检测仪，所述检测仪与动态无功补偿装置连接，其改进之处在于，所述检测仪包括
采样单元、检测单元、同步输出单元和扰动发生单元，所述采样单元分别与检测单元和同步输出单元连接，所述扰动发生单元分别与检测单元和同步输出单元连接；所述检测仪同时检测动态无功补偿装置的一次侧和二次侧。
[0007] 优选的，所述采样单元采用双
微处理器模式，双微处理器之间的数据交换通过双口RAM实现，分别用于64路遥测数据的采集和计算以及同RTU主机的信息交换；双微处理器各选用两片12位A/D转换器，分别进行电压和
电流的A/D采样；
[0008] 所述检测单元由依次连接的多组采样保持单元T/H、多路转换
开关MUX和带输出
锁存A/D
模数转换器组成；
[0009] 所述同步输出单元采用多通道同步采样/保持、14位并行的A/D转换器，能将8个模拟
信号中的1～4个进行同步采样/保持、分别转换为
数字量；
[0010] 所述扰动发生单元采用电流型
电能质量扰动发生器，电流型电能质量扰动发生器通过使用背靠背的H桥模型
块形成高频回路以及级联的低频回路，共同完成电流质量扰动发生的功能。
[0011] 优选的，所述检测单元进行锁相处理时采用同步软锁相方式，采用虚拟
转子法对三相同步电压电流信号进行处理，得到采样信号脉冲的同步点和
同步信号的
频率。
[0012] 优选的，所述扰动发生单元通过加载预设的标准
扰动信号或根据现场需求制定的扰动信号，扰动信号与检测单元的锁相信号进行同行同步，送入同步输出单元。
[0013] 优选的，所述同步输出单元将采样信号与同步扰动信号进行
叠加，同时根据锁相信号进行校验，在计算整个系统的延时补偿后（该延时为
硬件采样及计算延时，通过预测PI
算法进行延时补偿）将电压电流信号转换为模拟量输出至被测动态无功补偿装置。
[0014] 优选的，所述检测仪安装在两台标准柜大小的空间内，标准柜的柜体尺寸为800*800*2200，固定在小型电力检修车内进行运输，对不同现场进行测试。
[0015] 与现有技术比，本实用新型达到的有益效果是：
[0016] 1、可移动式动态无功补偿装置检测仪克服了可一次扰动测试和仿真模拟测试的缺点，同时可以在系统正常运行工况下对动态无功补偿装置整机进行全面的测试。
[0017] 2、可移动式动态无功补偿装置检测仪以扰动电压电流互感器的二次侧电压为目标，设备容量小、结构紧凑，整套设备可以安装在两台标准柜大小的空间内，固定在小型电力检修车内进行运输，对不同现场进行测试，实现设备的可移动式测试功能。
[0018] 3、系统扰动现象可在检测仪中任意实现；能够同时检测动态无功补偿装置的一、二次部分；测试过程对系统无影响，不需要风电场或电网改变运行方式；测试设备接入系统简单，易于操作；检测速度快；相比于其他方式设备造价低，单次检测
费用低。
[0019] 4、动态无功补偿装置检测仪体积紧凑，可做成移动式，方便运输。
附图说明
[0020] 图1是本实用新型提供的可移动式动态无功补偿装置检测仪原理图；
[0021] 图2是本实用新型提供的软
锁相环矢量图；
[0022] 图3是本实用新型提供的软锁相环控制
框图；
[0023] 图4是本实用新型提供的动态无功补偿装置检测仪测试方法示意图。
具体实施方式
[0024] 下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步的详细说明。
[0025] 本实用新型提供的可移动式动态无功补偿装置检测仪由多个处理单元构成，通过对PT/CT二次侧电压电流进行采样，同时将同步扰动信号加载至采样信号中，最终生成所需的扰动信号。动态无功补偿装置检测仪原理如图1所示。检测仪与动态无功补偿装置连接，检测仪包括采样单元、检测单元、同步输出单元和扰动发生单元，采样单元分别与检测单元和同步输出单元连接，扰动发生单元分别与检测单元和同步输出单元连接；所述检测仪同时检测动态无功补偿装置的一次侧和二次侧。
[0026] 采样单元负责动态无功补偿装置的接入点及考核点电压及电流信号的采样处理，采样单元将模拟量信号快速的转换为
数字信号进行处理，同时将数字量信号送入同步输出单元。
[0027] 检测单元负责检测所采集的电压电流的信号，对所采集信号进行锁相处理。检测单元对产生的同步信号有严格要求，采样信号的不准确严重时会引起动态无功补偿装置控制失稳。检测单元要求
跟踪锁定时间尽可能的短，响应速度尽可能的快。同步锁相采用虚拟转子法，对三相同步电压电流信号进行处理，得到脉冲的同步点和同步信号的频率，采用这种方法的优点是可以实时测量同步信号的频率。软锁相原理如图2所示，具体实现框图如图3所示。电网电压ugab、ugbc、ugca经过park变换得q轴分量ugq。若电网电压含有负序分量和谐波成分，则q轴分量含有倍频纹波和高次谐波。在锁相要求不是太高的场合下，往往会省略专
门的滤波环节。SPLL输出相
角单位为弧度，每当相角达到2π时，积分器清零并重新开始积分。为了防止相角在积分器清零时发生抖动，必须精确计算相角达到2π的时刻t2π，且积分器在t2π时刻清零。检测单元产生的锁相信号送入扰动发生单元及同步输出单元。
[0028] 扰动发生单元负责产生动态无功补偿装置性能测试所需的扰动、谐波、电压
波动等信号，同时将产生的信号以同步或非同步的方式加载至系统电压及电流的采样信号中。扰动发生单元可通过加载预设的标准扰动信号或根据现场需求制定的扰动信号，扰动信号与检测单元锁相信号进行同行同步，送入同步输出单元。
[0029] 同步输出单元负责对加载扰动后的电压电流采样信号进行
相位同步调节，使装置最终输出的信号偏差（延时）不超过实际电压及电流互感器采样偏差（延时）。可移动式动态无功补偿检测装置的整体结构保证了检测装置对故障模拟与电网的同步性与准确性。同步输出单元将采样信号与同步扰动信号进行叠加，同时根据锁相信号进行校验，在计算整个系统的延时补偿后将最终电压电流信号转换为模拟量输出至被测动态无功补偿装置。
[0030] 所述采样单元采用双微处理器（CPU）模式，双微处理器相对独立，双微处理器之间的数据交换通过双口RAM实现，分别用于64路遥测数据的高速采集和计算以及同RTU主机的信息交换；为保证采样准确度，双微处理器各选用两片12位高速A/D转换器，分别采用电压和电流的A/D采样（信号经电压跟随、采样保持等处理后进入A/D）。
[0031] 所述检测单元采用多组采样保持单元（T/H）、多路转换开关（MUX）和带输出锁存模数转换器（A/D）组成。
[0032] 所述同步输出单元采用高速、多通道同步采样/保持、14位并行A/D转换器，能将8个
模拟信号中的1～4个进行同步采样/保持、分别转换为数字量。用它与
单片机可组成
电路结构简单、转换速度快、
精度高、高速同步
数据采集系统，实现对1～4个模拟量的同时采集。
[0033] 扰动发生单元采用电流型电能质量扰动发生器，通过使用背靠背的H桥模型块形成高频回路以及级联的低频回路，共同完成电流质量扰动发生的功能，可以有效高精度的模拟电力系统中发生的各种扰动问题：谐波电流发生、电流波动、负荷
不平衡、功率因数等问题等。可移动式动态无功补偿装置采用DSP、FPGA以及CPLD单元，共同构成了装置的控制核心。
[0034] 可移动式动态无功补偿装置检测仪以扰动电压电流互感器的二次侧电压为目标，设备容量小、结构紧凑，整套设备可以安装在两台标准柜大小的空间内，固定在小型电力检修车内进行运输，对不同现场进行测试，实现设备的可移动式测试功能。
[0035] 本实用新型还提供一种可移动式动态无功补偿装置检测仪的测试方法，其示意图如图4所示，包括下述步骤：
[0036] （1）采样单元采集动态无功补偿装置的接入点及考核点电压和电流信号，并将模拟量的电压和电流信号转换为数字信号，将数字信号分别传输到检测单元和同步输出单元中；
[0037] （2）检测单元检测所采集的电压电流信号，对所采集的信号进行锁相处理，并将锁相信号传送至扰动发生单元和同步输出单元中；检测单元进行锁相处理时采用同步软锁相方式，采用虚拟转子法对三相同步电压电流信号进行处理，得到脉冲的同步点和同步信号的频率。
[0038] （3）扰动发生单元产生动态无功补偿装置性能测试所需的扰动、谐波和电压波动信号，同时将产生的扰动、谐波和电压波动信号以同步或非同步的方式加载至系统电压及电流的采样信号中；扰动发生单元通过加载预设的标准扰动信号或根据现场需求制定的扰动信号，扰动信号与检测单元的锁相信号进行同行同步，送入同步输出单元。
[0039] （4）同步输出单元对加载扰动后的电压电流采样信号进行
相位同步调节，使动态无功补偿装置最终输出的信号偏差或延时不超过实际电压互感器和电流互感器采样偏差或延时；同步输出单元将采样信号与同步扰动信号进行叠加，同时根据锁相信号进行校验，在计算整个系统的延时补偿后将电压电流信号转换为模拟量输出至被测动态无功补偿装置。
[0040] 最后应当说明的是：以上
实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行
修改或者等同替换，而未脱离本实用新型精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本实用新型的
权利要求范围当中。
