[發明專利]一種正弦波注入的UPS輸入阻抗測量方法

在審

• 申請號: 202011542455.8
• 申請日: 2020-12-22
• 公開（公告）號: CN112748288A
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發明（設計）人: 蘇堅堅;陳一逢
• 申請（專利權）人: 廈門市愛維達電子有限公司
• 主分類號: G01R27/08
• 分類號: G01R27/08;G01R1/30
• 代理公司: 北京盛凡智榮知識產權代理有限公司 11616
• 代理人: 王光建

本發明公開了一種正弦波注入的UPS輸入阻抗測量方法，包括以下步驟：將不同頻率的交流小信號擾動電壓以串聯方式依次注入到被測電源設備輸入端口，分別提取注入前后輸入端口電壓和電流信號進行采樣分析，計算擾動注入前后的擾動頻率的差值電壓和差值電流，該電壓和電流的比值為這個擾動頻率下的輸入阻抗，從而得到被測電源設備輸入阻抗特性。本發明與現有技術相比的優點在于：針對于供電電源本身帶有諧波的情況，這種差值測量的方法可以剔除激勵電壓和響應電流之外的背景諧波電壓電流，保證阻抗測量準確。

技術領域

本發明涉及阻抗測量方法技術領域，具體是指一種正弦波注入的UPS輸入阻抗測量方法。

背景技術

隨著不間斷電源(UPS)、電源供應器(PSU)、靜止無功發生器(SVG)、有源電力濾波器(APF)、儲能變流器(PCS)、新能源發電變流器等電源設備在信息系統的廣泛使用，由于電源設備阻抗特性不匹配引起的信息系統供配電穩定性問題時有發生。為了預防并解決供配電穩定性問題，需要對電源設備在接入信息系統之前進行阻抗特性測試。阻抗分析法是一種有效的互聯系統穩定性分析方法，通過判斷信息系統電源設備阻抗與電網阻抗的比值是否滿足奈奎斯特穩定性判據分析系統的穩定性。

阻抗測量一般做法是在被測電源設備輸入端注入交流小信號擾動電壓，待被測電源設備進入穩態測試工況后，測量輸入端口對應擾動頻率的電壓和電流，該電壓和電流的比值為這個擾動頻率下的輸入阻抗。從而可在不了解被測對象內部參數的情況下，依據其端口電壓電流信息獲取被測對象的阻抗特性，因此對于實際系統穩定性分析具有重要意義。穩態測試工況需要理想的供電電源，但是，大多數情況下電源內部有諧波電流，這些諧波電流與響應諧波電流混合導致測出來的阻抗存在誤差，因此剔除背景諧波十分重要。

發明內容

本發明要解決的技術問題是克服以上技術缺陷，提供一種正弦波注入的UPS輸入阻抗測量方法，可以剔除激勵電壓和響應電流之外的背景諧波電壓電流，保證阻抗測量準確。

為解決上述技術問題，本發明提供的技術方案為：一種正弦波注入的UPS輸入阻抗測量方法，包括以下步驟：

步驟S1：進行電源設備輸入阻抗特性測試，包括供電電源、小信號擾動電壓、被測電源設備、輸入端口、信號采樣分析、輸入阻抗特性；

步驟S2：根據步驟S1中被測電源設備工作特點選擇典型運行模式和功率；

步驟S3：在擾動未注入的情況下，步驟S1中被測電源設備實現正常運行，在被測電源設備達到穩態運行后，獲取步驟S1中測試端口電壓電流信號；

步驟S4：對被測電源設備測試端口進行采用最小擾動頻率的小信號擾動電壓注入，在被測電源設備達到穩態運行后，獲取步驟S1中測試端口電壓電流信號；

步驟S5：根據步驟S3和步驟S4所得的2組測試端口電壓電流信號，計算差值擾動電壓信號Δv_acp(f_p)，得到差值電流響應信號Δi_acp(f_p)，單相輸入阻抗|Z_ac(f_p)|∠Z_ac(f_p)由下式計算：

式中：

|Z_ac(f_p)|——對應擾動頻率的單相輸入阻抗幅值；

|Δv_acp(f_p)|——對應擾動頻率的單相輸入電壓幅值；

|Δi_acp(f_p)|——對應擾動頻率的單相輸入電流幅值；

∠Z_ac(f_p)——對應擾動頻率的單相輸入阻抗相位；