【技术实现步骤摘要】
一种直流支撑电容器电容量辨识方法及装置
[0001]本专利技术属于电容器电容量监测领域，具体涉及一种直流支撑电容器电容量辨识方法及装置
。
技术介绍
[0002]直流支撑电容器是功率变流器的关键器件之一
。
它能平衡变流器输入与输出之间的瞬时功率差，大幅减小直流环节的电压变化，为后级负载提供稳定的直流支撑电压，广泛应用于机车牵引
、
航空航天
、
风力发电
、
光伏发电等领域
。
然而，受环境温度
、
谐波
、
过电压等影响，直流支撑电容器在一段时间后性能退化，失效率上升，极易损坏
。
直流支撑电容器老化失效的重要特征是其电容量的持续下降，当电容量下降超过5％时，认为其寿命达到服役终点
。
因此，有必要对直流支撑电容器电容量进行定期监测以保障其安全
、
稳定工作
。
[0003]近年来，国内外涌现大量有关电容器电容量辨识的研究成果
。<...
【技术保护点】
【技术特征摘要】 【专利技术属性】
1.
一种直流支撑电容器电容量辨识方法，其特征是，所述方法包括：在预充电过程中，获取变流器系统中间直流回路的输入电压和输出电压，根据所述输入电压和所述输出电压基于所述变流器系统中间直流回路建立变流器系统中间直流回路的预充电模型，并获得所述直流支撑电容器的电容量与所述预充电模型的待辨识系统参数之间的计算关系；根据所述预充电模型采用最小二乘法进行所述待辨识系统参数估计，得到所述待辨识系统参数的最小二乘估值；根据所述待辨识系统参数的最小二乘估值采用递推最小二乘法对所述待辨识系统参数进行迭代计算，获得所述待辨识系统参数的递推最小二乘估值；利用
Tally
原理构造辅助变量矩阵，根据所述辅助变量矩阵将所述待辨识系统参数的递推最小二乘估值作为启动初值对所述待辨识系统参数进行无偏估计，得到所述待辨识系统参数的最终估计结果；根据所述直流支撑电容器的电容量与所述待辨识系统参数之间的计算关系，通过所述待辨识系统参数的最终估计结果计算当前采样时刻的所述电容量
。2.
如权利要求1所述的直流支撑电容器电容量辨识方法，其特征是，所述根据所述输入电压和所述输出电压基于所述变流器系统中间直流回路建立变流器系统中间直流回路的预充电模型，并获得所述直流支撑电容器的电容量与所述预充电模型的待辨识系统参数之间的关系，包括：根据所述变流器系统中间直流回路获取等效电路模型，并计算所述等效电路模型的传递函数；根据所述输入电压和所述输出电压基于所述等效电路模型计算当前时刻流过直流支撑电容器的电流；根据所述输出电压
、
所述电流以及所述传递函数建立所述变流器系统中间直流回路的预充电模型，并获得所述直流支撑电容器的电容量与所述预充电模型的待辨识系统参数之间的关系
。3.
如权利要求2所述的直流支撑电容器电容量辨识方法，其特征是，所述直流支撑电容器的电容量与所述预充电模型的待辨识系统参数之间的计算关系为：式中，
C
为所述直流支撑电容器的电容量，
T
为采样周期，
b0和
b1为所述待辨识系统参数，
ESR
为所述直流支撑电容器的等效串联电阻
。4.
如权利要求1所述的直流支撑电容器电容量辨识方法，其特征是，所述根据所述预充电模型采用最小二乘法进行所述待辨识系统参数估计，具体为：将所述预充电模型转换为最小二乘格式，计算系统残差
δ
(k)
，
δ
(k)
为系统残差，
u2(k)
为
k
采样时刻变流器系统中间直流回路的输出电压，为
k
采样时刻的可观测数据向量，所述可观测数据向量包括上一个采样时刻的输出电压
、
当前采样时刻直流支撑电容器的电流和上一个采样时刻直流支撑电容器的电流，为待辨识的系
统参数的估值；令系统残差的平方和为最小，计算得到所述待辨识系统参数的最小二乘估值
。5.
如权利要求4所述的直流支撑电容器电容量辨识方法，其特征是，所述系统残差的平方和为最小，具体为：所述系统残差的平方和为
0。6.
如权利要求1所述的直流支撑电容器电容量辨识方法，其特征是，所述根据所述待辨识系统参数的最小二乘估值采用递推最小二乘法对所述待辨识系统参数进行迭代计算，具体为：按观测次序引入所述可观测数据向量；将所述待辨识系统参数的最小二乘估值作为初始值，根据递推公式对所述待辨识系统参数进行迭代计算，得所述待辨识系统参数的递推最小二乘估值，所述递推公式为：参数进行迭代计算，得所述待辨识系统参数的递推最小二乘估值，所述递推公式为：参数进行迭代计算，得所述待辨识系统参数的递推最小二乘估值，所述递推公式为：式中，表示待辨识系统参数
θ
在
k
采样时刻的估值，表示待辨识系统参数
θ
技术研发人员：伍珣，成庶，于天剑，田睿，李凯迪，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：
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