一种线路阻抗参数测量装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种线路阻抗参数测量装置及方法，涉及电力技术领域，该装置电路部分结构为：蓄电池组的正负极分别连接双向变流模块的两个输入端，双向变流模块的两个输出端分别连接逆变模块的两个输入端，逆变模块的三个输出端分别作为测量电路的输出端连接测量接口以及主控单元，测量接口用于连接待测线路的负载端，主控单元还连接双向变流模块和逆变模块中的各个开关管以及显示单元，使用该装置和该方法可以快速方便地测量配电网、微电网中已安装线路的阻抗参数，为配电网开展潮流计算、功率控制提供必要数据，其采用在线测量方式，使用方便。

【技术实现步骤摘要】
一种线路阻抗参数测量装置及方法
本专利技术涉及电力
，尤其是一种线路阻抗参数测量装置及方法。
技术介绍
潮流计算是电力系统非常重要的分析计算，用以研究系统规划和运行中提出的各种问题，潮流计算指在给定电力系统网络拓扑、元件参数和发电、负荷参量条件下，计算有功功率、无功功率及电压在电力网中的分布，其中，线路阻抗是电力系统的潮流计算中必不可少的重要参数，但对于低压配电网或配网侧的微电网而言，由于处于电力系统的供电末梢，存在线路阻抗参数不完善的情况，然而，配电网作为电力系统的重要组成部分，仍然需要相应的潮流计算及功率控制，因此实现线路阻抗测量对配电网运行管理具有重要意义。在已有阻抗测量技术中，通常截取单位长度的线路电缆进行阻抗参数测定，然后再依据长度推算整条线路的阻抗参数，这一方法适合在电网建设初级阶段实施，而对于已完成安装的线路段，上述方法实施困难，同时，由于配电网线路经常改造，传统方法难以准确快速获取当前线路的阻抗参数。
技术实现思路
本专利技术人针对上述问题及技术需求，提出了一种线路阻抗参数测量装置及方法，本申请可以快速方便地对配电网、微电网中已安装线路的阻抗参数进行在线测量，不影响电网当前工作状态，使用方便。本专利技术的技术方案如下：一种线路阻抗参数测量装置，该装置用于检测待测线路的阻抗参数，该待测线路连接在电网中，该装置包括：壳体、主控单元、测量电路、显示单元以及测量接口，主控单元和测量电路设置在壳体内部，显示单元和测量接口设置在壳体上；测量电路包括蓄电池组、双向变流模块以及逆变模块，双向变流模块和逆变模块中分别包括若干个开关管，蓄电池组的正负极分别连接双向变流模块的两个输入端，双向变流模块的两个输出端分别连接逆变模块的两个输入端，逆变模块为三相逆变模块，逆变模块的三个输出端分别作为测量电路的输出端连接测量接口以及主控单元，测量接口用于连接待测线路的负载端；主控单元还连接双向变流模块和逆变模块中的各个开关管并控制各个开关管的通断，主控单元还连接显示单元；主控单元用于在蓄电池组通过双向变流模块和逆变模块为待测线路提供电能的过程中，通过控制逆变模块中各个开关管的通断来调节测量电路输出至待测线路的输出功率，并获取测量电路的输出端的输出电压和输出电流，主控单元还用于根据各个输出功率下获取到的输出电压和输出电流计算得到待测电路的阻抗参数，并将阻抗参数发送给显示单元，显示单元用于显示阻抗参数。其进一步的技术方案为，双向变流模块中包括第一电容、第一电感、第一开关管、第二开关管和第二电容，双向变流模块的两个输入端分别连接第一电容的两端，第一电容的第一端还连接第一电感，第一电感的另一端分别连接第一开关管的集电极和第二开关管的发射极，第二开关管的发射极连接第二电容，第二电容的另一端连接第一开关管的发射极并连接至第一电容的第二端，第二电容的两端还分别连接双向变流模块的两个输出端；逆变模块中包括第三开关管、第四开关管、第五开关管、第六开关管、第七开关管和第八开关管，第三开关管、第四开关管以及第五开关管的集电极分别连接逆变模块的一个输入端，第三开关管的发射极连接第六开关管的集电极，第四开关管的发射极连接第七开关管的集电极，第五开关管的发射极连接第八开关管的集电极，第六开关管、第七开关管和第八开关管的发射极分别连接逆变模块的另一个输入端，第三开关管与第六开关管的公共端作为逆变模块的第一个输出端，第四开关管与第七开关管的公共端作为逆变模块的第二个输出端，第五开关管和第八开关管的公共端作为逆变模块的第三个输出端；主控单元分别连接第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第五开关管、第六开关管、第七开关管和第八开关管的控制端。一种线路阻抗参数测量方法，该方法应用于上述装置中，该装置的测量接口连接待测线路的负载端且待测线路的负载端的负载处于断开状态，该方法包括：主控单元通过向双向变流模块中的各个开关管输出第一类控制波使得双向变流模块工作在升压状态，在双向变流模块工作在升压状态时，蓄电池组通过双向变流模块和逆变模块输出电能至待测线路；主控单元确定M组第一类功率设定值，M组第一类功率设定值中的无功功率设定值均为0、有功功率设定值分别为M个不同的功率值，对于每组第一类功率设定值，主控单元按照恒功率控制方法确定第一类功率设定值对应的控制波组，每个控制波组中包括用于控制逆变模块中各个开关管的控制波，主控单元按照控制波组驱动逆变模块中的各个开关管使得逆变模块的输出功率为第一类功率设定值，主控单元获取逆变模块的输出端的输出电压和d轴电流；主控单元根据获取到的M组输出电压和d轴电流计算得到M个电阻参考值，M为整数；主控单元确定N组第二类功率设定值，N组第二类功率设定值中的有功功率设定值均为0、无功功率设定值分别为N个不同的功率值，对于每组第二类功率设定值，主控单元按照恒功率控制方法确定第二类功率设置值对应的控制波组，每个控制波组中包括用于控制逆变模块中各个开关管的控制波，主控单元按照控制波组驱动逆变模块中的各个开关管使得逆变模块的输出功率为第二类功率设定值，主控单元获取逆变模块的输出端的输出电压和q轴电流；主控单元根据获取到的N组输出电压和q轴电流计算得到N个电抗参考值，N为整数；主控单元根据计算得到的M个电阻参考值和N个电抗参考值计算得到待测电路的阻抗参数。其进一步的技术方案为，主控单元根据计算得到的M个电阻参考值和N个电抗参考值计算得到待测电路的阻抗参数，包括：主控单元计算M个电阻参考值的电阻平均值；主控单元计算N个电抗参考值的电抗平均值；主控单元通过计算得到待测线路的阻抗参数，其中，Zf是待测线路的阻抗参数，是电阻平均值，是电抗平均值。其进一步的技术方案为，M组第一类功率设定值中的M个有功功率设定值分别为从0依次跃至有功功率额定值的M个阶跃值，第m组第一类功率设定值中的有功功率设定值为从0开始进行第m次阶跃后的阶跃值，m为参数，1≤m≤M且m为整数；主控单元根据获取到的M组输出电压和d轴电流计算得到M个电阻参考值，包括计算：其中，为主控单元在逆变模块的输出功率为第m组第一类功率设定值时计算得到的电阻参考值，是逆变模块的输出功率为第m组第一类功率设定值时的输出电压，是逆变模块的输出功率为第m组第一类功率设定值时的d轴电流，是逆变模块的输出功率为第m-1组第一类功率设定值时的输出电压，是逆变模块的输出功率为第m-1组第一类功率设定值时的d轴电流；当m＝1时，和均为0。其进一步的技术方案为，N组第二类功率设定值中的N个无功功率设定值分别为从0依次阶跃至无功功率额定值的N个阶跃值，第n组第二类功率设定值中的无功功率设定值为从0开始进行第n次阶跃后的阶跃值，n为参数，1≤n≤N且n为整数；主控单元根据获取到的N组输出电压和q轴电流计算得到N个电抗参考值，包括计算：其中，为主控单元在逆变模块的输出功率为第n组第二类功率设定值时计算得到的电抗参考值，是逆变模块的输出功率为第n组第二类功率设定值时的输出电压，是逆变模块的输出功率为第n组第二类功率设定值时的q轴电流，是逆变模块的输出功率为第n-1组第二类功率设定值时的输出电压，是逆变模块的输出功率为第n-1组第二类功率设定值时的q轴电流；当n＝1时，和均为0。其进一步的技术方案为，该方法还包括：主控单本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种线路阻抗参数测量装置，所述装置用于检测待测线路的阻抗参数，所述待测线路连接在电网中，其特征在于，所述装置包括：壳体、主控单元、测量电路、显示单元以及测量接口，所述主控单元和所述测量电路设置在所述壳体内部，所述显示单元和所述测量接口设置在所述壳体上；所述测量电路包括蓄电池组、双向变流模块以及逆变模块，所述双向变流模块和所述逆变模块中分别包括若干个开关管，所述蓄电池组的正负极分别连接所述双向变流模块的两个输入端，所述双向变流模块的两个输出端分别连接所述逆变模块的两个输入端，所述逆变模块为三相逆变模块，所述逆变模块的三个输出端分别作为所述测量电路的输出端连接所述测量接口以及所述主控单元，所述测量接口用于连接所述待测线路的负载端；所述主控单元还连接所述双向变流模块和所述逆变模块中的各个开关管并控制各个开关管的通断，所述主控单元还连接所述显示单元；所述主控单元用于在所述蓄电池组通过所述双向变流模块和逆变模块为所述待测线路提供电能的过程中，通过控制所述逆变模块中各个开关管的通断来调节所述测量电路输出至所述待测线路的输出功率，并获取所述测量电路的输出端的输出电压和输出电流，所述主控单元还用于根据各个输出功率下获取到的所述输出电压和输出电流计算得到所述待测电路的阻抗参数，并将所述阻抗参数发送给所述显示单元，所述显示单元用于显示所述阻抗参数。...

【技术特征摘要】
1.一种线路阻抗参数测量装置，所述装置用于检测待测线路的阻抗参数，所述待测线路连接在电网中，其特征在于，所述装置包括：壳体、主控单元、测量电路、显示单元以及测量接口，所述主控单元和所述测量电路设置在所述壳体内部，所述显示单元和所述测量接口设置在所述壳体上；所述测量电路包括蓄电池组、双向变流模块以及逆变模块，所述双向变流模块和所述逆变模块中分别包括若干个开关管，所述蓄电池组的正负极分别连接所述双向变流模块的两个输入端，所述双向变流模块的两个输出端分别连接所述逆变模块的两个输入端，所述逆变模块为三相逆变模块，所述逆变模块的三个输出端分别作为所述测量电路的输出端连接所述测量接口以及所述主控单元，所述测量接口用于连接所述待测线路的负载端；所述主控单元还连接所述双向变流模块和所述逆变模块中的各个开关管并控制各个开关管的通断，所述主控单元还连接所述显示单元；所述主控单元用于在所述蓄电池组通过所述双向变流模块和逆变模块为所述待测线路提供电能的过程中，通过控制所述逆变模块中各个开关管的通断来调节所述测量电路输出至所述待测线路的输出功率，并获取所述测量电路的输出端的输出电压和输出电流，所述主控单元还用于根据各个输出功率下获取到的所述输出电压和输出电流计算得到所述待测电路的阻抗参数，并将所述阻抗参数发送给所述显示单元，所述显示单元用于显示所述阻抗参数。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述双向变流模块中包括第一电容、第一电感、第一开关管、第二开关管和第二电容，所述双向变流模块的两个输入端分别连接所述第一电容的两端，所述第一电容的第一端还连接所述第一电感，所述第一电感的另一端分别连接所述第一开关管的集电极和所述第二开关管的发射极，所述第二开关管的发射极连接所述第二电容，所述第二电容的另一端连接所述第一开关管的发射极并连接至所述第一电容的第二端，所述第二电容的两端还分别连接所述双向变流模块的两个输出端；所述逆变模块中包括第三开关管、第四开关管、第五开关管、第六开关管、第七开关管和第八开关管，所述第三开关管、第四开关管以及第五开关管的集电极分别连接所述逆变模块的一个输入端，所述第三开关管的发射极连接所述第六开关管的集电极，所述第四开关管的发射极连接所述第七开关管的集电极，所述第五开关管的发射极连接所述第八开关管的集电极，所述第六开关管、第七开关管和第八开关管的发射极分别连接所述逆变模块的另一个输入端，所述第三开关管与所述第六开关管的公共端作为所述逆变模块的第一个输出端，所述第四开关管与所述第七开关管的公共端作为所述逆变模块的第二个输出端，所述第五开关管和所述第八开关管的公共端作为所述逆变模块的第三个输出端；所述主控单元分别连接所述第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第五开关管、第六开关管、第七开关管和第八开关管的控制端。3.一种线路阻抗参数测量方法，所述方法应用于如权利要求1或2所述的装置中，所述装置的测量接口连接所述待测线路的负载端且所述待测线路的负载端的负载处于断开状态，其特征在于，所述方法包括：所述主控单元通过向所述双向变流模块中的各个开关管输出第一类控制波使得所述双向变流模块工作在升压状态，在所述双向变流模块工作在升压状态时，所述蓄电池组通过所述双向变流模块和逆变模块输出电能至所述待测线路；所述主控单元确定M组第一类功率设定值，所述M组第一类功率设定值中的无功功率设定值均为0、有功功率设定值分别为M个不同的功率值，对于每组第一类功率设定值，所述主控单元按照恒功率控制方法确定所述第一类功率设定值对应的控制波组，每个控制波组中包括用于控制所述逆变模块中各个开关管的控制波，所述主控单元按照所述控制波组驱动所述逆变模块中的各个开关管使得所述逆变模块的输出功率为所述第一类功率设定值，所述主控单元获取所述逆变模块的输出端的输出电压和d轴电流；所述主控单元根据获取到的M组输出电压和d轴电流计算得到M个电阻参考值，M为整数；所述主控单元确定N组第二类功率设定值，所述N组第二类功率设定值中的有功功率设定值均为0、无功功率设定值分别为N个不同的功率值，对于每组第二类功率设定值，所述主控单元按照恒功率控制方法确定所述第二类功率设置值对应的控制波组，每个控制波组中包括用于控制所述逆变模块中各个开关管的控...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱一昕，樊启高，杨苹，许志荣，张高峰，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32