[發(fā)明專利]一種基于電流開(kāi)關(guān)諧波的變流器直流電壓檢測(cè)系統(tǒng)及方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910073898.8
• 申請(qǐng)日: 2019-01-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109856444A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-06-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 向大為;趙寧
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 同濟(jì)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01R19/00
• 分類號(hào): G01R19/00;G01R31/00
• 代理公司: 上?？剖⒅R(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 楊宏泰

本發(fā)明涉及一種基于電流開(kāi)關(guān)諧波的變流器直流電壓檢測(cè)系統(tǒng)及方法，該檢測(cè)方法，包括以下步驟：1)在基準(zhǔn)直流電壓V_dc0條件下對(duì)不同運(yùn)行頻率時(shí)的諧波電流幅值進(jìn)行標(biāo)定以及對(duì)不同運(yùn)行頻率時(shí)的靈敏度K進(jìn)行標(biāo)定；2)對(duì)變流器輸出電流進(jìn)行在線測(cè)量，并在線獲取電流開(kāi)關(guān)諧波和運(yùn)行頻率；3)根據(jù)標(biāo)定結(jié)果、電流開(kāi)關(guān)諧波和運(yùn)行頻率計(jì)算變流器直流電壓。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明可在不改變系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)的條件下檢測(cè)直流電壓，省去直接測(cè)量直流電壓的環(huán)節(jié)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及狀態(tài)檢測(cè)與故障預(yù)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種基于電流開(kāi)關(guān)諧波的變流器直流電壓檢測(cè)系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

變流器利用電力電子器件(如IGBT、MOSFET)對(duì)電能進(jìn)行變換與控制。目前世界上大部分電能均通過(guò)變流器進(jìn)行處理，因此其核心器件的運(yùn)行可靠性十分重要。狀態(tài)檢測(cè)與故障預(yù)測(cè)技術(shù)可提高電力電子器件的運(yùn)行可靠性，是目前國(guó)內(nèi)外積極研發(fā)的新技術(shù)。

電力電子器件狀態(tài)檢測(cè)與故障預(yù)測(cè)需要獲取變流器運(yùn)行直流電壓的信息，現(xiàn)有變流器系統(tǒng)中大多采用電阻分壓采樣、電壓霍爾傳感器以及線性光耦測(cè)量直流電壓，但除非修改系統(tǒng)內(nèi)部硬件結(jié)構(gòu)，否則現(xiàn)有的直流電壓信息難以從變流器系統(tǒng)外部直接獲取以實(shí)現(xiàn)電力電子器件檢測(cè)與故障預(yù)測(cè)，此外，現(xiàn)有直流電壓傳感器需并聯(lián)安裝在變流器直流母線正負(fù)極之間，這種電氣接觸式測(cè)量可能存在一定的安全隱患。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種基于電流開(kāi)關(guān)諧波的變流器直流電壓檢測(cè)系統(tǒng)及方法。

本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

一種基于電流開(kāi)關(guān)諧波的變流器直流電壓檢測(cè)系統(tǒng)，包括依次連接的電網(wǎng)、開(kāi)關(guān)、變流器和負(fù)載，該系統(tǒng)還包括連接在變流器和負(fù)載之間的變流器直流電壓檢測(cè)單元，所述的變流器直流電壓檢測(cè)單元包括：

運(yùn)行頻率檢測(cè)模塊：用以在線獲取變流器的運(yùn)行頻率f₁；

電流開(kāi)關(guān)諧波檢測(cè)模塊：用以在變流器電流中在線獲取電流開(kāi)關(guān)諧波I_h的幅值；

基準(zhǔn)諧波特性模塊：用以根據(jù)預(yù)先標(biāo)定的特性I_h0＝G(f₁)通過(guò)查表獲取不同運(yùn)行頻率工況下的基準(zhǔn)諧波I_h0；

靈敏度特性模塊：根據(jù)預(yù)先標(biāo)定的特性K＝H(f₁)通過(guò)查表獲取不同運(yùn)行頻率工況下的靈敏度K；

直流電壓計(jì)算模塊：根據(jù)特性標(biāo)定時(shí)的基準(zhǔn)直流電壓V_dc0以及在線測(cè)得的電流開(kāi)關(guān)諧波I_h、基準(zhǔn)諧波I_h0、靈敏度K計(jì)算變流器的直流電壓V_{dc_est}。

一種基于電流開(kāi)關(guān)諧波的變流器直流電壓檢測(cè)方法，包括以下步驟：

1)在基準(zhǔn)直流電壓V_dc0條件下對(duì)不同運(yùn)行頻率時(shí)的諧波電流幅值進(jìn)行標(biāo)定以及對(duì)不同運(yùn)行頻率時(shí)的靈敏度K進(jìn)行標(biāo)定；

2)對(duì)變流器輸出電流進(jìn)行在線測(cè)量，并在線獲取電流開(kāi)關(guān)諧波和運(yùn)行頻率；

3)根據(jù)標(biāo)定結(jié)果、電流開(kāi)關(guān)諧波和運(yùn)行頻率計(jì)算變流器直流電壓。

所述的步驟3)中，變流器直流電壓的計(jì)算式為：

V_{dc_est}＝V_dc0+K(I_h-I_h0)。

所述的步驟1)中，根據(jù)在變流器直流電壓變化的情況下，諧波電流的變化量與系統(tǒng)運(yùn)行頻率的關(guān)系進(jìn)行不同運(yùn)行頻率時(shí)的靈敏度K進(jìn)行標(biāo)定。

在變流器直流電壓變化的情況下，諧波電流的變化量與系統(tǒng)運(yùn)行頻率的關(guān)系為：