[發明專利]一種直流暫態階躍響應延時測試方法、系統及裝置

有效

• 申請號: 202010390903.0
• 申請日: 2020-05-11
• 公開（公告）號: CN111679236B
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發明（設計）人: 陳剛;徐敏銳;黃奇峰;盧樹峰;王忠東;楊世海;李志新;湯漢松;陸子剛;羅強;陳文廣;周東頂;吳橋;郭家豪;陳飛;龔文
• 申請（專利權）人: 國網江蘇省電力有限公司營銷服務中心;國網江蘇省電力有限公司電力科學研究院;國網江蘇省電力有限公司;國家電網有限公司;江蘇凌創電氣自動化股份有限公司
• 主分類號: G01R35/02
• 分類號: G01R35/02
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 史俊軍

本發明公開了一種直流暫態階躍響應延時測試方法，包括對標準源信號和二階階躍振蕩衰減電流信號進行采樣；求取標準源信號和二階階躍振蕩衰減電流信號的穩態直流分量；根據穩態直流分量，獲取標準源信號和二階階躍振蕩衰減電流信號的階躍時刻；根據穩態直流分量，求取二階階躍振蕩衰減電流信號在階躍后至趨穩前的振蕩頻率；采用加窗傅立葉變換，求取標準源信號和二階階躍振蕩衰減電流信號的基波相位；根據基波相位和振蕩頻率，求取直流暫態階躍響應延時。同時公開了相應的系統和裝置。本發明通過加窗傅立葉變換的交流相位補償實現直流暫態階躍響應延時計算，避免了傳統方法中插值計算帶來的誤差。

技術領域

本發明涉及一種直流暫態階躍響應延時測試方法、系統及裝置，屬于特高壓直流輸電測試領域。

背景技術

隨著大功率全控型電力電子器件的迅速發展以及直流電網制造水平的不斷提高，基于絕緣柵雙極晶閘管(IGBT)的電壓源型直流輸電(VSC-HVDC)受到越來越廣泛的關注及應用。電壓源型直流輸電的出現使得直流控制保護系統對于直流測量裝置的延時要求越來越高，尤其是階躍響應延時。直流電流測量裝置是數字化的輸出，必然涉及到信號傳變的暫態響應時間問題，而這一問題又是間隔層所有設備特別是需要實時處理的控制保護設備極為關心的核心指標之一，直流輸電控制保護對實時性要求高，電子式互感器的暫態響應時間直接關系到整個系統的反應時間，直流電子式互感器暫態響應時間特性需要經過嚴格測試。交流電子式互感器可以通過額定工作狀態下，從交流信號的相位和時間的關聯性上測試絕對延時大小，而直流量在時間軸上的一根水平線并不包含相位信息，同時也“平”掉了絕對延時時差對應的信號差異。

目前直流電流暫態階躍響應延時測試一般都是采用線性暫態階躍源來實現標準源輸出，由于測試對象負載成感性負載，所以整個測試過程的電流輸出信號呈現二階階躍響應特性。

現有的直流暫態階躍響應測試方法都是在階躍過程中尋找標準源到達穩定值0.9倍時刻的實際時間t₁以及試品到達穩定值0.9倍時刻實際時間t₂。然后求取暫態過程階躍延時t_y＝t₂-t₁。但由于目前階躍源的上升延時一般都小于20us，而試品的采樣速率一般為50kHz，試品的上升過程僅有1～2個采樣點，此時很難獲得試品90％時刻的精確時刻，工程一般采用線性插值或三次樣條插值等辦法獲得試品90％時刻，由于階躍過程是一個非線性過程，從而導致測試誤差較大，不能滿足工程測試的需求。

發明內容

本發明提供了一種直流暫態階躍響應延時測試方法、系統及裝置，解決了現有測試方法測試誤差較大的問題。

為了解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：

一種直流暫態階躍響應延時測試方法，包括，

對標準源信號和二階階躍振蕩衰減電流信號進行采樣；

求取標準源信號和二階階躍振蕩衰減電流信號的穩態直流分量；

根據穩態直流分量，獲取標準源信號和二階階躍振蕩衰減電流信號的階躍時刻；

根據穩態直流分量，求取二階階躍振蕩衰減電流信號在階躍后至趨穩前的振蕩頻率；

采用加窗傅立葉變換，求取標準源信號和二階階躍振蕩衰減電流信號的基波相位；

根據基波相位和振蕩頻率，求取直流暫態階躍響應延時。

采用廣義多項式擬合求取標準源信號和二階階躍振蕩衰減電流信號的穩態直流分量。

標準源信號達到對應穩態直流分量的M倍的時刻為標準源信號的階躍時刻；二階階躍振蕩衰減電流信號達到對應穩態直流分量的M倍的時刻為二階階躍振蕩衰減電流信號的階躍時刻；其中，M為閾值。

以穩態直流分量作為零點，采用過零點頻率測定法求取振蕩頻率。