一种直流变换器输入阻抗测量方法、装置及介质制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种直流变换器输入阻抗测量方法、装置及介质，在直流变换器的电压采样点叠加一个交流扰动，以此来替代现有方法中的一次侧扰动电源。本发明专利技术需要进行两次测量，为实现两次测量的非线性，需要在第二次测量时在输入端口增并一个小电容。以DAB为例，在输出电压采样点注入二次侧扰动后，在输入端口会产生扰动电压、电流响应。通过提取两次测量中的扰动电压、电流，代入理论公式即可计算出端口的阻抗值。本发明专利技术无需使用价格高昂的一次侧扰动电源，实现注入扰动的操作更加简单方便，不会由于扰动电源的内阻而改变待测量的直流变换器的稳态工作点，阻抗测量的结果更精确。阻抗测量的结果更精确。阻抗测量的结果更精确。

【技术实现步骤摘要】
一种直流变换器输入阻抗测量方法、装置及介质


[0001]本专利技术涉及一种直流变换器输入阻抗测量方法、装置及介质，属于电流测量


技术介绍

[0002]近年来，风电、光伏等新能源接入电网的规模不断扩大，DAB等高变比、大功率的直流变换器在大功率、远距离功率传输中的作用越来越大。在多个直流变换器组成级联系统时，由于不同直流变换器的控制器之间耦合严重，在实际工程中易发生振荡失稳的现象，因此需要借助阻抗分析法对不同直流变换器的输入输出阻抗进行分析，从而进行阻抗优化，减少系统振荡的风险，增强系统的小信号稳定性。
[0003]使用阻抗分析法的前提是已经掌握了各个直流变换器全频段下的输入输出阻抗特性，一般通过实际的阻抗测量来实现。现有的阻抗测量的主流方法是在变换器的输入端口串联一个扰动电压源或并联一个扰动电流源，通过测量端口扰动频率下的电流响应或电压响应来计算直流变换器的输入阻抗，以串联扰动电压源的方法为例(并联扰动电流源的方法同理)，该方法的具体实现步骤和基本原理如下：
[0004]1)在所需要进行阻抗测量的直流变换器端口串联一个扰动频率为f
p
的扰动电压源。由于直流变换器在不同频率下的阻抗特性不同，因此在串联扰动电压源后直流变换器端口除了包含工频的稳态电压、电流外，还含有频率为扰动频率f
p
的扰动电压、电流。
[0005]2)通过电流传感器检测该直流变换器端口的输入电流，该电流中包含了工频分量和小部分的扰动频率f
p
下的分量，通过傅里叶变换提取出扰动频率f
p
下的电流分量的幅值和相位。
[0006]3)将在直流变换器端口串联的扰动电压源的幅值除以2)步骤中提取的扰动频率f
p
下的电流分量的幅值，即得到该直流变换器端口在扰动频率f
p
下的输入阻抗的幅值；将在直流变换器端口串联的扰动电压源的相位减去2)步骤中提取的扰动频率f
p
下的电流分量的相位，即得到该直流变换器端口在扰动频率f
p
下的输入阻抗的相位。
[0007]改变在直流变换器端口串联的扰动电压源的扰动频率f
p
，重复步骤2)和步骤3)，即可测量该直流变换器端口在全频段下的输入阻抗值，用于后续的阻抗分析。
[0008]在分析若干直流变换器级联系统的小干扰稳定性时，工程上一般采用阻抗分析法，该分析方法首先需要测量出直流变换器的输入阻抗。
[0009]现有的直流变换器输入阻抗测量方法大多是在变换器的输入端口串联一个扰动电压源或并联一个扰动电流源，通过测量端口扰动频率下的电流响应或电压响应来计算直流变换器的输入阻抗，过程繁琐，且必须使用扰动电源，在实际阻抗测量中可以极大地提高了设备成本。
[0010]现有技术存在以下缺点：
[0011]1.现有的直流变换器输入阻抗的测量方法必须配备一个扰动电源(扰动电压源或扰动电流源)，该设备本身的成本比较高，因此在实际工程中采用该方法来进行直流变换器
的输入阻抗测量的成本较高，不利于大规模实际推广。
[0012]2.现有的直流变换器输入阻抗的测量方法需要在直流变换器的一次侧主电路端口处串联一个扰动电压源或并联一个扰动电流源，改变了原有的电路拓扑结构，在一些特殊工况下有诱发系统振荡甚至失稳的可能，安全性较低。

技术实现思路

[0013]本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种直流变换器输入阻抗测量方法、装置及介质，可以避免使用现有测量方法所必须的扰动电源，在实际阻抗测量中可以极大地降低设备成本。
[0014]为达到上述目的，本专利技术是采用下述技术方案实现的：
[0015]第一方面，本专利技术提供了一种直流变换器输入阻抗测量方法，包括以下步骤：
[0016]步骤A:在直流变换器输出电压采样点叠加二次侧扰动；
[0017]步骤B:通过电压、电流传感器检测直流变换器端口电压、输入电流，并提取第一次的直流变换器端口电压、输入电流的幅值和相位；
[0018]步骤C:保持在直流变换器输出电压采样点叠加的二次侧扰动，在直流变换器端口并联一个测量电容，通过电压、电流传感器检测第二次的直流变换器端口电压、输入电流，并提取第二次的直流变换器端口电压、输入电流的幅值和相位；
[0019]步骤D:基于第一次的直流变换器端口电压、输入电流的幅值和相位和第二次的直流变换器端口电压、输入电流的幅值和相位，计算得到叠加的二次侧扰动下的直流变换器端口输入阻抗的幅值和相位；
[0020]步骤E:基于需要的二次侧扰动频段改变输出电压采样点叠加的二次侧扰动，重复步骤B、步骤C和步骤D，计算得到直流变换器端口在需要的二次侧扰动频段下的输入阻抗值。
[0021]进一步的，在直流变换器输出电压采样点叠加二次侧扰动，包括：
[0022]从直流变换器输出电压的采样点获得直流变换器输出电压值；
[0023]将一个扰动频率为f
p
的正弦波与直流变换器输出电压值叠加，得到叠加扰动的直流变换器输出电压值；
[0024]将叠加扰动的直流变换器输出电压值输送至直流变换器的控制器中。
[0025]进一步的，通过电压、电流传感器检测直流变换器端口电压、输入电流，并提取第一次的直流变换器端口电压、输入电流的幅值和相位，包括：
[0026]使用电压传感器测量直流变换器的端口电压，获得直流变换器端口电压值；
[0027]使用电流传感器测量直流变换器的输入电流，获得直流变换器输入电流值；
[0028]将直流变换器端口电压值进行傅里叶变换，得到该扰动频率f
p
下的第一次的扰动电压响应v
p1
的幅值和相位；
[0029]将直流变换器输入电流值进行傅里叶变换，得到该扰动频率f
p
下的第一次的扰动电流响应i
p1
的幅值和相位。
[0030]进一步的，保持在直流变换器输出电压采样点叠加的二次侧扰动，在直流变换器端口并联一个测量电容，通过电压、电流传感器检测第二次的直流变换器端口电压、输入电流，并提取第二次的直流变换器端口电压、输入电流的幅值和相位，包括：
[0031]在直流变换器的输入端口并联一个测量电容；
[0032]使用电压传感器测量直流变换器的端口电压，获得增并电容后直流变换器端口电压值；
[0033]使用电流传感器测量直流变换器的输入电流，获得增并电容后直流变换器输入电流值；
[0034]将增并电容后直流变换器端口电压值进行傅里叶变换，得到扰动频率f
p
下的增并电容后扰动电压响应v
p2
的幅值和相位；
[0035]将增并电容后直流变换器输入电流值进行傅里叶变换，得到扰动频率f
p
下的增并电容后扰动电流响应i
p2
的幅值和相位。
[0036]进一步本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种直流变换器输入阻抗测量方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤A:在直流变换器输出电压采样点叠加二次侧扰动；步骤B:通过电压、电流传感器检测直流变换器端口电压、输入电流，并提取第一次的直流变换器端口电压、输入电流的幅值和相位；步骤C:保持在直流变换器输出电压采样点叠加的二次侧扰动，在直流变换器端口并联一个测量电容，通过电压、电流传感器检测第二次的直流变换器端口电压、输入电流，并提取第二次的直流变换器端口电压、输入电流的幅值和相位；步骤D:基于第一次的直流变换器端口电压、输入电流的幅值和相位和第二次的直流变换器端口电压、输入电流的幅值和相位，计算得到叠加的二次侧扰动下的直流变换器端口输入阻抗的幅值和相位；步骤E:基于需要的二次侧扰动频段改变输出电压采样点叠加的二次侧扰动，重复步骤B、步骤C和步骤D，计算得到直流变换器端口在需要的二次侧扰动频段下的输入阻抗值。2.根据权利要求1所述的直流变换器输入阻抗测量方法，其特征在于，在直流变换器输出电压采样点叠加二次侧扰动，包括：从直流变换器输出电压的采样点获得直流变换器输出电压值；将一个扰动频率为f
p
的正弦波与直流变换器输出电压值叠加，得到叠加扰动的直流变换器输出电压值；将叠加扰动的直流变换器输出电压值输送至直流变换器的控制器中。3.根据权利要求2所述的直流变换器输入阻抗测量方法，其特征在于，通过电压、电流传感器检测直流变换器端口电压、输入电流，并提取第一次的直流变换器端口电压、输入电流的幅值和相位，包括：使用电压传感器测量直流变换器的端口电压，获得直流变换器端口电压值；使用电流传感器测量直流变换器的输入电流，获得直流变换器输入电流值；将直流变换器端口电压值进行傅里叶变换，得到该扰动频率f
p
下的第一次的扰动电压响应v
p1
的幅值和相位；将直流变换器输入电流值进行傅里叶变换，得到该扰动频率f
p
下的第一次的扰动电流响应i
p1
的幅值和相位。4.根据权利要求3所述的直流变换器输入阻抗测量方法，其特征在于，保持在直流变换器输出电压采样点叠加的二次侧扰动，在直流变换器端口并联一个测量电容，通过电压、电流传感器检测第二次的直流变换器端口电压、输入电流，并提取第二次的直流变换器端口电压、输入电流的幅值和相位，包括：在直流变换器的输入端口并联一个测量电容；使用电压传感器测量直流变换器的端口电压，获得增并电容后直流变换器端口电压值；使用电流传感器测量直流变换器的输入电流，获得增并电容后直流变换器输入电流值；将增并电容后直流变换器端口电压值进行傅里叶变换，得到扰动频率f
p
下的增并电容后扰动电压响应v
p2
的幅值和相位；将增并电容后直流变换器输入电流值进行傅里叶变换，得到扰动频率f
p
下的增并电容
后扰动电流响应i
p2
的幅值和相位。5.根据权利要求4所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩华春，李群，王绍武，李强，荣泉森，胡鹏飞，刘杰，吕振华，苏鹏飞，唐伟佳，
申请(专利权)人：浙江大学国网江苏省电力有限公司国网智能电网研究院有限公司国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：