[發明專利]一種三端口阻抗掃頻裝置的拓撲系統、控制方法及存儲介質

有效

• 申請號: 202010433570.5
• 申請日: 2020-05-21
• 公開（公告）號: CN111537794B
• 公開（公告）日: 2023-02-28
• 發明（設計）人: 姜云龍;袁宇波;楊景剛;史明明;司鑫堯;張宸宇;劉瑞煌;袁曉冬;葛雪峰;蘇偉;肖小龍
• 申請（專利權）人: 國網江蘇省電力有限公司電力科學研究院;國家電網有限公司;江蘇省電力試驗研究院有限公司
• 主分類號: G01R23/06
• 分類號: G01R23/06;G01R31/00;G05B19/04
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 向文

本發明公開了一種三端口阻抗掃頻裝置的拓撲系統、控制方法及存儲介質，該系統包括兩個直流端口、一個并聯支路和兩個串聯支路，兩個所述串聯支路串聯于兩個直流端口之間，所述并聯支路并聯于兩個串聯支路之間；兩個串聯支路均具有三相交流輸入端口和諧波擾動電壓輸出端口，兩個串聯支路的三相交流輸入端口并聯形成掃頻裝置的交流端口，兩個串聯支路的諧波擾動電壓輸出端口串聯于節點；并聯支路具有諧波擾動電流輸出端口，所述諧波擾動電流輸出端口連接于節點。本發明能夠同時進行兩臺被測裝置的阻抗掃頻實驗，具有串聯電壓擾動注入和并聯電流擾動注入兩種功能，適用于各類阻抗特性的裝置進行測試。

技術領域

本發明涉及直流試驗裝備領域，具體涉及一種三端口阻抗掃頻裝置的拓撲系統、控制方法及存儲介質。

背景技術

柔性直流系統中存在大量電力電子裝置，通過研究各裝置的阻抗頻率特性，可對直流系統的諧振機理進行精確地分析。現有的工程化掃頻手段主要有兩大類：一類是基于電力電子裝置的控制器，結合半實物仿真平臺搭建詳細模型，通過仿真獲取阻抗頻率特性，但是該方案的準確性依賴于裝置參數的獲取，且方案的實施依賴于裝置廠家提供控制器接口參數。另一類是基于獨立的阻抗掃頻裝置，向系統中注入諧波擾動信號，直接測量裝置的阻抗頻率特性。

現有的阻抗測量裝置分為并聯電流諧波擾動注入型和串聯電壓諧波擾動注入型。電壓擾動型通常需要通過變壓器串入系統方式實現擾動信號的注入，從而導致穩態工作時直流電流流入擾動注入裝置，變壓器易磁飽和，且測量裝置不方便拆卸。電流擾動型存在擾動分配不均的問題。電流擾動的分配由系統擾動兩側的阻抗唯一決定。對獨立運行的DC/DC變換器進行輸入阻抗測量時，源變換器為用于提供直流工作點的接近理想的直流電源，若采用電流并聯注入法將使得電流幾乎全部流入直流源從而導致測量失敗。

發明內容

發明目的：為了克服現有技術中存在的阻抗測量裝置功能單一，并聯電流諧波擾動注入型不適合測量負載型裝置，串聯電壓諧波擾動注入型不適用于測量電源型裝置的不足，提供一種三端口阻抗掃頻裝置的拓撲系統、控制方法，適用于各類阻抗特性的裝置進行測試，提高測試實驗效率，縮小裝置體積。

技術方案：為實現上述目的，本發明提供一種三端口阻抗掃頻裝置的拓撲系統，包括兩個直流端口、一個并聯支路和兩個串聯支路，兩個所述串聯支路串聯于兩個直流端口之間，所述并聯支路并聯于兩個串聯支路之間；

兩個所述串聯支路均具有三相交流輸入端口和諧波擾動電壓輸出端口，兩個串聯支路的三相交流輸入端口并聯形成掃頻裝置的交流端口，兩個串聯支路的諧波擾動電壓輸出端口串聯于節點O；

所述并聯支路具有諧波擾動電流輸出端口，所述諧波擾動電流輸出端口連接于節點O。

進一步的，所述并聯支路由若干個并聯支路子模塊與一個電感串聯構成，其子模塊類型并不固定，可以由部分全橋子模塊和部分半橋子模塊混合組成，但不固定于一種子模塊類型。

進一步的，所述串聯支路由若干個串聯支路子模塊與一個電感串聯構成，各子模塊的三相交流輸入側經過多繞組移相變壓器后并聯作為串聯支路的交流端口。其子模塊結構為H橋模塊級聯電容，再級聯三相整流橋模塊。所述三相整流橋模塊采用三相可控整流模塊或三相不控整流模塊。

本發明提供一種三端口阻抗掃頻裝置的控制方法，包括如下步驟：

S1：并聯電流擾動注入控制：將并聯支路子模塊能量和作為能量外環反饋量，與給定能量做差，經能量外環PI控制器后作為電流內環的給定值，將電流內環的給定值與并聯支路電流做差，經電流環PI控制器后得到并聯電流擾動注入控制的電壓調制信號；

串聯電壓擾動注入控制：將兩條串聯支路的輸出電壓之和作為電壓環反饋量，與給定電壓做差，經電壓環PI控制器后得到串聯電壓擾動注入控制的電壓調制信號；

S2：根據電壓調制信號，采用調制函數計算三端口的調制電壓