【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力电子，具体地，涉及用于向量检查的pwm型串联谐振可调电抗器及其控制方法。
技术介绍
1、随着电力系统的发展和升级，各类柔性输、配电技术和复杂电网结构的应用，现代新型电力系统朝着规模扩大化、拓扑结构复杂化、动态行为多元化的方向发展。在构建以新能源为主体的新型电力系统背景下，为了提升现代电力系统的监测和保护能力，对电力系统的各类故障进行检测、定位和修复，向量检查技术广泛应用于电力系统中电能的生产、输送和变换的发电厂、变电站中，在各类发电场站、配电及变电站的建设、投运及运行检修过程中都需要进行向量检查以保证其二次设备，尤其是继电保护设备的运行正确性和可靠性。向量检查技术及其相关装置在电力系统状态估计与在线监测、电磁暂态录波与测量、继电保护装置检测与调试等方面有着重要应用价值。
2、在向量检查装置的实际应用过程中，需要向系统中注入较高幅值的正弦量作为激励，以正弦电流激励为例，为了满足电流的幅值和相位要求，往往需要较大的激励源与无源装置。在二次回路向量检查试验中，需要一台交流电源、电力电容器和电力电感器，以产生幅值符合条件的激励量，其原理为将大容量的电容器和电感器调至谐振状态，利用谐振将回路中的电流增大至所需幅值，注入待测系统从而完成向量检查。由于大容量电感设备中含有铁芯、绕组等部件，其重量和体积庞大且随着电感器容量、感值的增大而增大，在检测试验过程中需要耗费大量人力和物力在运输上，降低了检测试验的效率。除此之外，由于各类待测系统结构复杂多变，其参数不尽相同，在进行向量检查时需要电抗器具备可调节功能，而现阶段
技术实现思路
1、为解决现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种用于向量检查的pwm型串联谐振可调电抗器及其控制方法，利用pwm斩波控制下的可调电容器和可调电感器组成串联谐振电路，降低了在向量检查试验中对无源设备的数值需求，压缩可调电抗器体积；且可调电抗器拓扑结构中提供续流回路，在高频pwm控制下，可调电抗器输出的正弦电流谐波含量低，不会影响待测系统，解决了pwm斩波控制中耦合高频谐波的技术问题。
2、本专利技术采用如下的技术方案。
3、本专利技术提出了一种用于向量检查的pwm型串联谐振可调电抗器，与恒压交流电源、电容器串联连接构成向量检查电源的单相回路，可调电抗器包括：固定感值的电感器、第1开关管、第2开关管、第1滤波电容、第2滤波电容以及电感器；其中，第1滤波电容与第1开关管并联，第2滤波电容与第2开关管、电感器并联；
4、恒压交流电源、电容器、第1开关管以及第2开关管串联，其中电容器的电容值固定；
5、通过调节第1开关管s1和第2开关管s2的占空比参数，控制可调电抗器的等效电感阻抗值的大小，当电容器的等效电容阻抗值和可调电抗器的等效电感阻抗值匹配时，可调电抗器与电容器串联谐振；
6、在串联谐振状态下，恒压交流电源通过电容器、可调电抗器向待测设备注入谐振电流。
7、当谐振电路的初始阻抗呈容性时，可调电抗器的等效电感阻抗值连续可调，并且与占空比参数成负相关，当占空比参数减小时，等效电感阻抗值增大。
8、当谐振电路的初始阻抗呈容性时，电容器的等效电容阻抗值连续可调，并且与占空比参数成正相关，当占空比参数减小时，等效电容阻抗值减小。
9、占空比为1，且电容器的等效电容阻抗值大于电感器的阻抗值。
10、恒压交流电源的等效阻抗值为电容器的等效电容阻抗值与可调电抗器的等效电感阻抗值的差值；当占空比参数由1开始减小时，差值减小，谐振电流有效值增大。
11、随着占空比减小，当差值减小并过零后，恒压交流电源的等效阻抗值由感性/容性变化为容性/感性，并且差值增大，谐振电路的等效阻抗增大。
12、每个开关管包括两个反向串联的开关器件。
13、每个开关管包括多个并联的开关器件。
14、开关器件包括mosfet、igbt、sic以及gan。
15、本专利技术还提出了一种用于向量检查的pwm型串联谐振可调电抗器的控制方法，包括：
16、获取电容器的电容值，设置电感器的电感值取值范围[lmin,lmax]，设置占空比参数的取值范围[dmin,dmax]；
17、以电感器的电感值为x轴、占空比参数为y轴、可调电抗器的等效电感阻抗值为z轴，在电感值取值范围和占空比参数的取值范围内，计算不同电感值、占空比参数下的可调电抗器的等效电感阻抗值xleq，构成等效电感阻抗三维曲面sleq；计算不同电感值、占空比参数下的电容器的等效电容阻抗值xceq，构成等效电容阻抗三维初设曲面sceq0；
18、根据待测试系统向量检查时的要求确定谐振电流有效值，在额定的交流电压下利用谐振电流有效值确定理想阻抗xexp；
19、移动等效电容阻抗三维初设曲面sceq0，使得可调电抗器和电容器构成的总电抗xtotal满足xtotal＝xceq-xleq＝xexp时，得到等效电容阻抗三维曲面sceq；
20、将等效电感阻抗三维曲面sleq和等效电容阻抗三维曲面sceq放置在同一个三维坐标系中，两个曲面的交线在二维平面上的投影为曲线l0，曲线l0上的点所对应的横坐标为电感器的电感值、纵坐标为占空比参数。
21、在占空比参数的取值范围内确定占空比参数的最终取值，根据最终取值经调制得到pwm驱动脉冲信号，控制串联谐振可调电抗器工作。
22、第1开关管和第2开关管采用互补脉冲控制。
23、占空比参数为第1开关管pwm驱动脉冲信号的占空比。
24、本专利技术的有益效果在于，与现有技术相比，本专利技术提出的用于向量检查的pwm型串联谐振可调电抗器中，无需采用变压器结构实现电感连续可调且调节范围宽，避免了容量的浪费，既不需要复杂的控制策略，也不需要改变原有电感器结构，仅依靠pwm控制就可以实现成倍感值范围的连续可调，并且其操作灵活，易于在工程中推广普及。
25、采用本专利技术中所提的可控电抗器参与谐振，仅需采用数值较小的固定电感器即可实现较大感值的输出，并在电路中仅需采用较小感值的电感器即可实现阻抗匹配，达成谐振状态，从而输出所需幅值和相位的谐振电流注入到待测系统中，由于电感器的体积和重量会随着其感值的降低而急剧降低，本专利技术提出的可调电抗器大幅度缩小了向量测试装置中所需的固定电感器的体积，有效可靠地实现了向量试验设备的小型化和便携化，十分适用于有限空间作业场景，如变电站gis间隔、电缆沟、二次保护间等场景，拓宽了相量检查用可调电流源的适用范围。且由本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于向量检查的PWM型串联谐振可调电抗器，与恒压交流电源、电容器串联连接构成向量检查电源的单相回路，其特征在于，
2.根据权利要求1所述的用于向量检查的PWM型串联谐振可调电抗器，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的用于向量检查的PWM型串联谐振可调电抗器，其特征在于，
4.根据权利要求3所述的用于向量检查的PWM型串联谐振可调电抗器，其特征在于，
5.根据权利要求4所述的用于向量检查的PWM型串联谐振可调电抗器，其特征在于，
6.根据权利要求5所述的用于向量检查的PWM型串联谐振可调电抗器，其特征在于，
7.根据权利要求1所述的用于向量检查的PWM型串联谐振可调电抗器，其特征在于，
8.根据权利要求4所述的用于向量检查的PWM型串联谐振可调电抗器，其特征在于，
9.根据权利要求5所述的用于向量检查的PWM型串联谐振可调电抗器，其特征在于，
10.一种用于向量检查的PWM型串联谐振可调电抗器的控制方法，适用于权1至9任一项所述可调电抗器，其特征在于，所述方法包括：
11.根据权利要求10所述的用于向量检查的PWM型串联谐振可调电抗器的控制方法，其特征在于，
12.根据权利要求11所述的用于向量检查的PWM型串联谐振可调电抗器的控制方法，其特征在于，
13.根据权利要求10所述的用于向量检查的PWM型串联谐振可调电抗器的控制方法，其特征在于，
14.根据权利要求10所述的用于向量检查的PWM型串联谐振可调电抗器的控制方法，其特征在于，
...【技术特征摘要】
1.一种用于向量检查的pwm型串联谐振可调电抗器，与恒压交流电源、电容器串联连接构成向量检查电源的单相回路，其特征在于，
2.根据权利要求1所述的用于向量检查的pwm型串联谐振可调电抗器，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的用于向量检查的pwm型串联谐振可调电抗器，其特征在于，
4.根据权利要求3所述的用于向量检查的pwm型串联谐振可调电抗器，其特征在于，
5.根据权利要求4所述的用于向量检查的pwm型串联谐振可调电抗器，其特征在于，
6.根据权利要求5所述的用于向量检查的pwm型串联谐振可调电抗器，其特征在于，
7.根据权利要求1所述的用于向量检查的pwm型串联谐振可调电抗器，其特征在于，
8.根据权利要求4所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：李子璠，张兵海，李铁成，胡雪凯，王献志，张卫明，张润涛，
申请(专利权)人：国网河北省电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。