[發明專利]智能電能路由器直流單元諧振參數測試方法

有效

• 申請號: 201510292040.2
• 申請日: 2015-06-01
• 公開（公告）號: CN104865440B
• 公開（公告）日: 2017-10-20
• 發明（設計）人: 李耀華;楊立敏;李子欣;高范強;徐飛
• 申請（專利權）人: 中國科學院電工研究所
• 主分類號: G01R23/02
• 分類號: G01R23/02
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司11251
• 代理人: 關玲

技術領域

本發明涉及一種智能電能路由器直流單元的測試方法，特別涉及一種智能電能路由器直流單元諧振參數測試方法。

背景技術

隨著智能電網的發展，采用包含高頻隔離變壓器的智能電能路由器作為一種先進的電力電子技術，不僅能實現不同直流電壓等級的系統的電氣隔離和電壓匹配，還能實現功率流動的靈活和智能管理。直流單元作為智能電能路由器中的核心部件，其關鍵參數，如諧振頻率，測試的準確程度直接影響智能電能路由器正常工作時性能的優劣。目前智能電能路由器直流單元諧振頻率的測試主要是通過提取電壓和電流的特征量，如電壓和電流的相位差，判斷智能電能路由器直流單元是否處于諧振狀態，后離線調節開關頻率，最終得到直流單元的諧振頻率，其主要操作流程包括：采集輸入智能電能路由器直流單元的低壓側H橋電路電壓電流數據，通過示波器觀測輸入智能電能路由器直流單元的低壓側H橋電路的電壓和電流的相位差，根據此相位差確定開關頻率調整方向和調整幅度，離線調整開關頻率，重復以上步驟直到找到諧振頻率點。在實際生產制造中，對于一批直流單元而言，由于其器件實際參數與標稱參數間實際存在的誤差，必須對每一組直流單元進行測量，獲得其準確的諧振頻率參數。同時，智能電能路由器直流單元在正常工作時，由于IGBT和二極管的開通和關斷，會產生大量的諧波電流，在觀測電壓和電流相位差時，易引入較大誤差。因此，在大規模的測試直流單元時，現有的基于提取電壓和電流特征量的測試方法不僅步驟繁雜，效率低下，且測試精度較低。

發明內容

本發明的目的是克服現有基于提取電壓和電流特征量的智能電能路由器直流單元諧振參數測試方法所帶來的如測試步驟繁雜、測試效率低且精度較低等缺點，提出一種智能電能路由器直流單元諧振參數測試方法。本發明采用的是基于智能電能路由器直流單元的低壓側H橋電路傳輸功率的自適應測試方法。該方法以能量傳輸為著眼點，將傳統的測試方法中的電壓和電流兩個特征參量綜合，統一用傳輸功率這一特征參量表征。采用此特征參量，不僅能夠減小諧波電流對測試效果的影響，而且能實現自適應獲取直流單元的諧振參數。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

應用本發明的智能電能路由器直流單元主要由3部分構成：帶有諧振電容的高壓側H橋電路，高頻變壓器和帶有諧振電容的低壓側H橋電路。高壓側H橋電路與高頻變壓器的高壓側相連，低壓側H橋電路與高頻變壓器的低壓側相連。

本發明智能電能路由器直流單元諧振參數的測試方法包括如下步驟：

1、實時采集輸入智能電能路由器直流單元的低壓側H橋電路的電壓和電流值

啟動智能電能路由器直流單元，在帶阻性負載的工況下，使智能電能路由器直流單元進入穩態并輸出額定電壓。然后采集輸入被測智能電能路由器直流單元的低壓側H橋電路的瞬時電壓值和瞬時電流值，分別記為u_sec和i_sec；

2、計算輸入智能電能路由器直流單元的低壓側H橋電路的有功功率

根據步驟1采集的輸入智能電能路由器直流單元的低壓側H橋電路的電壓u_sec的波形，在上位機中判斷其極性翻轉的時間間隔t，從而得到智能電能路由器直流單元當前的工作頻率f_n＝1/(2t)，因此可以計算出輸入智能電能路由器直流單元低壓側H橋電路的有功功率P，如下式(1)所示，其中t₀為計算的初始時刻，

3、判斷智能電能路由器直流單元開關頻率的調整效果

假設一個計算周期為T，當前計算周期記為第n個周期，上一個計算周期記為第n-1個周期，下一個計算周期記為第n+1個周期。首先計算從上一個計算周期到當前計算周期的開關頻率的變化率。上一個計算周期的開關頻率記為第f_n-1個周期，當前計算周期的開關頻率記為第f_n個周期，上一個計算周期到當前計算周期的開關頻率的變化率記為s＝(f_n-f_n-1)/T，單位為赫茲/微秒，Hz/s；

然后計算從上周期到本周期輸入智能電能路由器直流單元的低壓側H橋電路的有功功率的變化率，記為q＝s＝(P_n-P_n-1)/T，單位為瓦特/微秒，W/s，其中P_n為當前計算周期輸入被測智能電能路由器直流單元的低壓側H橋電路的有功功率，P_n-1為上一個計算周期輸入被測智能電能路由器直流單元的低壓側H橋電路的有功功率。