[發(fā)明專利]一種基于系統(tǒng)增益自適應(yīng)控制的光學(xué)電流測(cè)量裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011201656.1
• 申請(qǐng)日: 2020-11-02
• 公開（公告）號(hào): CN114441826A
• 公開（公告）日: 2022-05-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬云龍;譚金權(quán);龍婭;曾令強(qiáng);楊婭姣;趙立凱;林燕芳;王敏
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京航天時(shí)代光電科技有限公司
• 主分類號(hào): G01R19/00
• 分類號(hào): G01R19/00
• 代理公司: 北京聿華聯(lián)合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11611
• 代理人: 朱繪

本發(fā)明提供一種基于系統(tǒng)增益自適應(yīng)控制的光學(xué)電流測(cè)量裝置，其包含依次連接的光源、第一光纖耦合器、光波導(dǎo)、第二光纖耦合器、延遲環(huán)以及敏感環(huán)，還包含：光電探測(cè)器，其與第一光纖耦合器連接；系統(tǒng)增益自適應(yīng)控制器，其第一端與光電探測(cè)器連接，第二端與光波導(dǎo)連接，系統(tǒng)增益自適應(yīng)控制器具備雙閉環(huán)控制功能以及系統(tǒng)增益自適應(yīng)控制功能。本發(fā)明在保證實(shí)現(xiàn)雙閉環(huán)控制系統(tǒng)的功能及不增加額外部件的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了測(cè)量裝置系統(tǒng)增益的自適應(yīng)控制，解決了現(xiàn)有光學(xué)電流測(cè)量裝置系統(tǒng)前向通道增益不可控，導(dǎo)致產(chǎn)品魯棒性差，工程應(yīng)用不可靠等問(wèn)題；也解決了現(xiàn)有技術(shù)中為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)增益的控制需要增加其他光學(xué)器件、工藝實(shí)現(xiàn)難度大、產(chǎn)品可靠性降低等問(wèn)題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光學(xué)電流傳感技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)，涉及一種基于系統(tǒng)增益自適應(yīng)控制的光學(xué)電流測(cè)量裝置。

背景技術(shù)

光學(xué)電流測(cè)量裝置具有光電隔離、數(shù)字輸出、測(cè)量范圍寬、帶寬大，交直流均可測(cè)、不存在磁飽和等優(yōu)勢(shì)，近些年來(lái)，在智能電網(wǎng)、高壓直流輸電、艦船綜合電力系統(tǒng)的領(lǐng)域得到越來(lái)越來(lái)越多的應(yīng)用。

常規(guī)光學(xué)電流測(cè)量裝置在工程運(yùn)行中暴露出一系列嚴(yán)重缺點(diǎn)如下：保偏光纖現(xiàn)場(chǎng)熔接繁瑣而且熔接損耗存在偏差、施工現(xiàn)場(chǎng)敏感環(huán)重新熔接后光學(xué)電流測(cè)量裝置需要重新標(biāo)定、光學(xué)電流測(cè)量裝置長(zhǎng)期運(yùn)行后光源衰減導(dǎo)致電流測(cè)量指標(biāo)性能下降甚至不可用。

在電力系統(tǒng)、智能電網(wǎng)建設(shè)需求牽引之下，基于法拉第磁光效應(yīng)(Faradaymagnetooptical effect)及安培環(huán)路定理的光學(xué)電流測(cè)量裝置在近些年取得了較大的技術(shù)突破，并在新建智能化變電站中大量運(yùn)行。然而該原理的電流測(cè)量裝置一次側(cè)敏感環(huán)和電氣單元之間通過(guò)保偏光纖連接，保偏光纖熔接質(zhì)量、光源光功率的波動(dòng)直接改變測(cè)量裝置前饋通道增益，對(duì)于無(wú)增益控制的系統(tǒng)將會(huì)導(dǎo)致測(cè)量性能指標(biāo)下降甚至不可用。

工程應(yīng)用中，為了保證系統(tǒng)光功率的穩(wěn)定，通常光纖電流測(cè)量裝置采用恒流源及溫控電路實(shí)現(xiàn)光源光功率的穩(wěn)定輸出，然而該方案僅能保證光源驅(qū)動(dòng)電流不變，當(dāng)光源隨著工作時(shí)間的增長(zhǎng)，不可避免的發(fā)生衰減，進(jìn)而導(dǎo)致輸出光功率輸出下降，系統(tǒng)前向通道增益減小。為了解決此問(wèn)題，有些測(cè)量裝置系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)候?qū)⒐庠垂夤β释ㄟ^(guò)探測(cè)器反饋到系統(tǒng)中，從而實(shí)現(xiàn)光源輸出光功率的穩(wěn)定輸出，該方案雖然可實(shí)現(xiàn)光功率的穩(wěn)定輸出，但是對(duì)于系統(tǒng)最終干涉的光強(qiáng)度依然是不能保證穩(wěn)定的，而且光路變得更為復(fù)雜，可靠性降低。

因此，本發(fā)明提供了一種基于系統(tǒng)增益自適應(yīng)控制的光學(xué)電流測(cè)量裝置。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明需要解決的技術(shù)問(wèn)題是：如何在保證不改變現(xiàn)有測(cè)量裝置的硬件方案基礎(chǔ)上，解決光學(xué)電流測(cè)量裝置在系統(tǒng)光源光功率衰減及現(xiàn)場(chǎng)施工中光纖熔接等造成的系統(tǒng)控制增益變化后導(dǎo)致的測(cè)量裝置同步一致性(角差)等性能指標(biāo)的劣化的問(wèn)題，提升產(chǎn)品的可靠性。

為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種基于系統(tǒng)增益自適應(yīng)控制的光學(xué)電流測(cè)量裝置，所述裝置包含依次連接的光源、第一光纖耦合器、光波導(dǎo)、第二光纖耦合器、延遲環(huán)以及敏感環(huán)，所述裝置還包含：

光電探測(cè)器，其與所述第一光纖耦合器連接；

系統(tǒng)增益自適應(yīng)控制器，其第一端與所述光電探測(cè)器連接，第二端與所述光波導(dǎo)連接，所述系統(tǒng)增益自適應(yīng)控制器具備雙閉環(huán)控制功能以及系統(tǒng)增益自適應(yīng)控制功能。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述光源與所述第一光纖耦合器的第一輸入端熔接。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述光電探測(cè)器與所述第一光纖耦合器的第二輸入端熔接。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述光波導(dǎo)的輸入端與所述第一光纖耦合器的第一輸出端熔接。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述光波導(dǎo)的第一輸出端與所述第二光纖耦合器的第一輸入端熔接，所述光波導(dǎo)的第二輸出端與所述第二光纖耦合器的第二輸入端熔接。