智能電能路由器直流單元諧振參數(shù)測試方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明設及一種智能電能路由器直流單元的測試方法，特別設及一種智能電能路 由器直流單元諧振參數(shù)測試方法。
【背景技術】
[0002] 隨著智能電網(wǎng)的發(fā)展，采用包含高頻隔離變壓器的智能電能路由器作為一種先進 的電力電子技術，不僅能實現(xiàn)不同直流電壓等級的系統(tǒng)的電氣隔離和電壓匹配，還能實現(xiàn) 功率流動的靈活和智能管理。直流單元作為智能電能路由器中的核屯、部件，其關鍵參數(shù)，如 諧振頻率，測試的準確程度直接影響智能電能路由器正常工作時性能的優(yōu)劣。目前智能電 能路由器直流單元諧振頻率的測試主要是通過提取電壓和電流的特征量，如電壓和電流的 相位差，判斷智能電能路由器直流單元是否處于諧振狀態(tài)，后離線調節(jié)開關頻率，最終得到 直流單元的諧振頻率，其主要操作流程包括：采集輸入智能電能路由器直流單元的低壓側 H橋電路電壓電流數(shù)據(jù)，通過示波器觀測輸入智能電能路由器直流單元的低壓側H橋電路 的電壓和電流的相位差，根據(jù)此相位差確定開關頻率調整方向和調整幅度，離線調整開關 頻率，重復W上步驟直到找到諧振頻率點。在實際生產(chǎn)制造中，對于一批直流單元而言，由 于其器件實際參數(shù)與標稱參數(shù)間實際存在的誤差，必須對每一組直流單元進行測量，獲得 其準確的諧振頻率參數(shù)。同時，智能電能路由器直流單元在正常工作時，由于IGBT和二極 管的開通和關斷，會產(chǎn)生大量的諧波電流，在觀測電壓和電流相位差時，易引入較大誤差。 因此，在大規(guī)模的測試直流單元時，現(xiàn)有的基于提取電壓和電流特征量的測試方法不僅步 驟繁雜，效率低下，且測試精度較低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有基于提取電壓和電流特征量的智能電能路由器直流單 元諧振參數(shù)測試方法所帶來的如測試步驟繁雜、測試效率低且精度較低等缺點，提出一種 智能電能路由器直流單元諧振參數(shù)測試方法。本發(fā)明采用的是基于智能電能路由器直流單 元的低壓側H橋電路傳輸功率的自適應測試方法。該方法W能量傳輸為著眼點，將傳統(tǒng)的 測試方法中的電壓和電流兩個特征參量綜合，統(tǒng)一用傳輸功率該一特征參量表征。采用此 特征參量，不僅能夠減小諧波電流對測試效果的影響，而且能實現(xiàn)自適應獲取直流單元的 諧振參數(shù)。
[0004] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案：
[0005] 應用本發(fā)明的智能電能路由器直流單元主要由3部分構成；帶有諧振電容的高壓 側H橋電路，高頻變壓器和帶有諧振電容的低壓側H橋電路。高壓側H橋電路與高頻變壓 器的高壓側相連，低壓側H橋電路與高頻變壓器的低壓側相連。
[0006] 本發(fā)明智能電能路由器直流單元諧振參數(shù)的測試方法包括如下步驟：
[0007] 1、實時采集輸入智能電能路由器直流單元的低壓側H橋電路的電壓和電流值 [000引啟動智能電能路由器直流單元，在帶阻性負載的工況下，使智能電能路由器直流 單元進入穩(wěn)態(tài)并輸出額定電壓。然后采集輸入被測智能電能路由器直流單元的低壓側H橋 電路的瞬時電壓值和瞬時電流值，分別記為Uw。和iW。；
[0009] 2、計算輸入智能電能路由器直流單元的低壓側H橋電路的有功功率
[0010] 根據(jù)步驟1采集的輸入智能電能路由器直流單元的低壓側H橋電路的電壓U,。。的 波形，在上位機中判斷其極性翻轉的時間間隔t，從而得到智能電能路由器直流單元當前的 工作頻率4=l/(2t)，因此可W計算出輸入智能電能路由器直流單元低壓側H橋電路的有 功功率P，如下式（1)所示，其中t。為計算的初始時刻，
[00川
【主權項】
1. 一種智能電能路由器直流單元諧振參數(shù)的測試方法，包括以下步驟： (1) 實時采集輸入智能電能路由器直流單元的低壓側H橋電路的電壓和電流值； 啟動智能電能路由器直流單元，在帶阻性負載的工況下，使智能電能路由器直流單元 進入穩(wěn)態(tài)并輸出額定電壓； 然后采集輸入智能電能路由器直流單元的低壓側H橋電路的瞬時電壓值11_和瞬時電 流值ise。； (2) 計算輸入智能電能路由器直流單元的低壓側H橋電路的有功功率； 根據(jù)步驟（1)采集的輸入智能電能路由器直流單元的低壓側H橋電路的電壓11_的波 形，在上位機中判斷其極性翻轉的時間間隔t，得到智能電能路由器直流單元當前的工作頻 率fn= l/(2t)，計算出輸入智能電能路由器直流單元低壓側H橋電路的有功功率P，如下 式（1)所示，其中h為計算的初始時刻，
(1)； (3) 判斷智能電能路由器直流單元開關頻率的調整效果； 假設一個計算周期為T，當前計算周期記為第η個周期，上一個計算周期記為第n-1 個周期，下一個計算周期記為第n+1個周期，首先計算從上一個計算周期到當前計算周期 的開關頻率的變化率；上一個計算周期的開關頻率記為第個周期，當前計算周期的開 關頻率記為第f n個周期，上一個計算周期到當前計算周期的開關頻率的變化率記為s = (4-U /T，單位為赫茲/微秒，Hz/s ; 然后計算從上周期到本周期輸入智能電能路由器直流單元的低壓側H橋電路的有功 功率的變化率，記為q = (Pn-Piri)/T，單位為瓦特/微秒，W/s，其中Pn為當前計算周期輸入 被測智能電能路由器直流單元的低壓側H橋電路的有功功率，P lri為上一個計算周期輸入 被測智能電能路由器直流單元的低壓側H橋電路的有功功率； (4) 確定智能電能路由器直流單元開關頻率的調整方向； 根據(jù)步驟（3)中計算得到的開關頻率的變化率s和輸入智能電能路由器直流單元的低 壓側H橋電路的有功功率的變化率q，作如下判斷，得到下一個計算周期，即第n+1個周期的 開關頻率調整方向： 如果q>0, s>0,即開關頻率增大后，輸入智能電能路由器直流單元的低壓側H橋電路的 有功功率增加，此時在下一周期增大開關頻率； 如果q>0, s〈0,即開關頻率減小后，輸入智能電能路由器直流單元的低壓側H橋電路的 有功功率增加，此時在下一周期減小開關頻率； 如果q〈0, s>0,即開關頻率增大后，輸入智能電能路由器直流單元的低壓側H橋電路的 有功功率降低，此時在下一周期繼續(xù)減小或維持當前周期的開關頻率； 如果q〈0, s〈0,即開關頻率較小后，輸入智能電能路由器直流單元的低壓側H橋電路的 有功功率降低，此時在下一周期繼續(xù)增大或維持當前周期的開關頻率； (5) 確定智能電能路由器直流單元開關頻率的調整幅度； 如果0.1 < I q| < 1，I q|為q的絕對值，智能電能路由器直流單元開關頻率的調整幅 度為f; 如果I q I〈0. 1，智能電能路由器直流單元開關頻率的調整幅度為O倍的f，即此時開關 頻率已經(jīng)滿足要求，不需要做調整； 如果I q I >1，智能電能路由器直流單元開關頻率的調整幅度為2倍的f ; f為常值IOOHz。
2.根據(jù)權利要求1所述的智能電能路由器直流單元諧振參數(shù)的測試方法，其特征在 于：所述的步驟（2)中計算的輸入智能電能路由器直流單元的低壓側H橋電路的有功功率 P為智能電能路由器直流單元的傳輸功率。
【專利摘要】一種智能電能路由器直流單元諧振參數(shù)的測試方法，包括以下步驟：實時采集輸入智能電能路由器直流單元低壓側的電壓和電流值；計算輸入智能電能路由器直流單元低壓側的有功功率；判斷智能電能路由器直流單元開關頻率的調整效果；確定智能電能路由器直流單元開關頻率的調整方向；確定智能電能路由器直流單元開關頻率的調整幅度。
【IPC分類】G01R23-02
【公開號】CN104865440
【申請?zhí)枴緾N201510292040
【發(fā)明人】李耀華, 楊立敏, 李子欣, 高范強, 徐飛
【申請人】中國科學院電工研究所
【公開日】2015年8月26日
【申請日】2015年6月1日