[發明專利]基于無差拍控制的低壓電器試驗固態負載電流控制方法

有效

• 申請號: 202011496929.X
• 申請日: 2020-12-17
• 公開（公告）號: CN112684225B
• 公開（公告）日: 2023-03-24
• 發明（設計）人: 杜太行;李鑫;孫曙光;李嘉偉;王秋富;梁倩偉
• 申請（專利權）人: 河北工業大學
• 主分類號: G01R1/28
• 分類號: G01R1/28;G05F1/12
• 代理公司: 天津翰林知識產權代理事務所(普通合伙) 12210
• 代理人: 付長杰;張國榮

1.一種基于無差拍控制的低壓電器試驗固態負載電流控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

第一步、采集參數；

第二步、采用二階廣義積分器對電網電壓進行鎖相；

第三步、對電流發生單元采用無差拍控制；

第四步、按照電感誤差補償式(25)對電感誤差進行在線補償；

L(k)＝(1+σ)L(k-1) (25)

式(25)中，σ為電流發生單元的交流側電流的q、d軸分量的相對偏移量，L(k)為第k時刻電流發生單元交流側的電感值，L(k-1)為第k-1時刻電流發生單元交流側的電感值；σ通過式(24)計算得到；

式(24)中，i_sd(k)、i_sq(k)分別為第k時刻電流發生單元的交流側電流的d軸分量和q軸分量，Ts為采樣周期，ω為網側電壓的基波角頻率；λ滿足式(17)：

其中，PF為功率因數；

第五步、利用補償參數h調節電流發生單元的交流側電流相位，對功率因素偏差進行補償；

令γ為試驗允許的功率因素偏差，將其代入式(17)則有當|i_sq|＞λ₁|i_sd|，利用步長h₁進行調節，此時h＝h₀+h₁；當λ|i_sd|＜|i_sq|＜λ₁|i_sd|，利用步長h₂進行調節，此時h＝h₀+h₂；當|i_sq|＝λ|i_sd|，不改變步長，此時h＝h₀；當λ₂|i_sd|＜|i_sq|＜λ|i_sd|，利用步長h₃進行調節，此時h＝h₀+h₃；當|i_sq|＜λ₂|i_sd|，利用步長h₄進行調節，此時h＝h₀+h₄；h₁、h₂均小于1，h₃、h₄均大于1；h₀為補償參數h的初始值；

最后利用式(29)所示的電流發生單元的調制變量D(k)對電流發生單元的交流側電流相位進行調節；

其中，u_s(k+1)為第k+1時刻的電網電壓，L(k)為第k時刻電流發生單元交流側的電感值，i_s(k)為第k時刻的電流發生單元的交流側電流，u_dc為直流母線電壓，i_sref(k)為第k時刻的試驗給定電流；

通過上述步驟完成整個預測控制過程。

2.根據權利要求1所述的基于無差拍控制的低壓電器試驗固態負載電流控制方法，其特征在于，在第三步中利用二階廣義積分器中得到的電網電壓的一組正交分量u_sα、u_sβ，按照式(4)對電網電壓進行預測；

u_s(k+1)＝u_sαcosωT_s-u_sβsinωT_s (4)

其中，u_s(k+1)為第k+1時刻的電網電壓。

3.根據權利要求1所述的基于無差拍控制的低壓電器試驗固態負載電流控制方法，其特征在于，補償參數的初始值為1。

4.根據權利要求1所述的基于無差拍控制的低壓電器試驗固態負載電流控制方法，其特征在于，該方法通過低壓電器試驗固態負載系統實現；所述系統包括測控柜和交流固態負載柜；測控柜包括工控機、數據采集卡、控制電路、試品電壓采集模塊和回路電流采集模塊；交流固態負載柜包括電流發生單元和能量回饋單元。

5.根據權利要求4所述的基于無差拍控制的低壓電器試驗固態負載電流控制方法，其特征在于，所述系統的控制過程為：

第一步、工控機與與交流固態負載柜通訊，通過交流固態負載柜采集參數，包括電網電壓、電流發生單元的交流側電流、直流母線電壓和試品觸點電壓；

第二步、工控機控制試品閉合，交流固態負載柜采用二階廣義積分器對電網電壓進行鎖相；

第三步、在試品閉合狀態下，對電流發生單元采用無差拍控制；

第四步、按照電感誤差補償式對電感誤差進行在線補償；

第五步、利用補償參數調節電流發生單元的交流側電流相位，對功率因素偏差進行補償；電流發生單元未損耗的能量通過能量回饋單元反饋到電網，當工控機判斷試品電壓超過允許的總失效次數或者允許的連續失效次數時，關斷試品并停止試驗。