智能电能路由器直流单元谐振参数测试方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种智能电能路由器直流单元的测试方法，特别设及一种智能电能路 由器直流单元谐振参数测试方法。
【背景技术】
[0002] 随着智能电网的发展，采用包含高频隔离变压器的智能电能路由器作为一种先进 的电力电子技术，不仅能实现不同直流电压等级的系统的电气隔离和电压匹配，还能实现 功率流动的灵活和智能管理。直流单元作为智能电能路由器中的核屯、部件，其关键参数，如 谐振频率，测试的准确程度直接影响智能电能路由器正常工作时性能的优劣。目前智能电 能路由器直流单元谐振频率的测试主要是通过提取电压和电流的特征量，如电压和电流的 相位差，判断智能电能路由器直流单元是否处于谐振状态，后离线调节开关频率，最终得到 直流单元的谐振频率，其主要操作流程包括：采集输入智能电能路由器直流单元的低压侧 H桥电路电压电流数据，通过示波器观测输入智能电能路由器直流单元的低压侧H桥电路 的电压和电流的相位差，根据此相位差确定开关频率调整方向和调整幅度，离线调整开关 频率，重复W上步骤直到找到谐振频率点。在实际生产制造中，对于一批直流单元而言，由 于其器件实际参数与标称参数间实际存在的误差，必须对每一组直流单元进行测量，获得 其准确的谐振频率参数。同时，智能电能路由器直流单元在正常工作时，由于IGBT和二极 管的开通和关断，会产生大量的谐波电流，在观测电压和电流相位差时，易引入较大误差。 因此，在大规模的测试直流单元时，现有的基于提取电压和电流特征量的测试方法不仅步 骤繁杂，效率低下，且测试精度较低。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是克服现有基于提取电压和电流特征量的智能电能路由器直流单 元谐振参数测试方法所带来的如测试步骤繁杂、测试效率低且精度较低等缺点，提出一种 智能电能路由器直流单元谐振参数测试方法。本发明采用的是基于智能电能路由器直流单 元的低压侧H桥电路传输功率的自适应测试方法。该方法W能量传输为着眼点，将传统的 测试方法中的电压和电流两个特征参量综合，统一用传输功率该一特征参量表征。采用此 特征参量，不仅能够减小谐波电流对测试效果的影响，而且能实现自适应获取直流单元的 谐振参数。
[0004] 为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
[0005] 应用本发明的智能电能路由器直流单元主要由3部分构成；带有谐振电容的高压 侧H桥电路，高频变压器和带有谐振电容的低压侧H桥电路。高压侧H桥电路与高频变压 器的高压侧相连，低压侧H桥电路与高频变压器的低压侧相连。
[0006] 本发明智能电能路由器直流单元谐振参数的测试方法包括如下步骤：
[0007] 1、实时采集输入智能电能路由器直流单元的低压侧H桥电路的电压和电流值 [000引启动智能电能路由器直流单元，在带阻性负载的工况下，使智能电能路由器直流 单元进入稳态并输出额定电压。然后采集输入被测智能电能路由器直流单元的低压侧H桥 电路的瞬时电压值和瞬时电流值，分别记为Uw。和iW。；
[0009] 2、计算输入智能电能路由器直流单元的低压侧H桥电路的有功功率
[0010] 根据步骤1采集的输入智能电能路由器直流单元的低压侧H桥电路的电压U,。。的 波形，在上位机中判断其极性翻转的时间间隔t，从而得到智能电能路由器直流单元当前的 工作频率4=l/(2t)，因此可W计算出输入智能电能路由器直流单元低压侧H桥电路的有 功功率P，如下式（1)所示，其中t。为计算的初始时刻，
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【主权项】
1. 一种智能电能路由器直流单元谐振参数的测试方法，包括以下步骤： (1) 实时采集输入智能电能路由器直流单元的低压侧H桥电路的电压和电流值； 启动智能电能路由器直流单元，在带阻性负载的工况下，使智能电能路由器直流单元 进入稳态并输出额定电压； 然后采集输入智能电能路由器直流单元的低压侧H桥电路的瞬时电压值11_和瞬时电 流值ise。； (2) 计算输入智能电能路由器直流单元的低压侧H桥电路的有功功率； 根据步骤（1)采集的输入智能电能路由器直流单元的低压侧H桥电路的电压11_的波 形，在上位机中判断其极性翻转的时间间隔t，得到智能电能路由器直流单元当前的工作频 率fn= l/(2t)，计算出输入智能电能路由器直流单元低压侧H桥电路的有功功率P，如下 式（1)所示，其中h为计算的初始时刻，
(1)； (3) 判断智能电能路由器直流单元开关频率的调整效果； 假设一个计算周期为T，当前计算周期记为第η个周期，上一个计算周期记为第n-1 个周期，下一个计算周期记为第n+1个周期，首先计算从上一个计算周期到当前计算周期 的开关频率的变化率；上一个计算周期的开关频率记为第个周期，当前计算周期的开 关频率记为第f n个周期，上一个计算周期到当前计算周期的开关频率的变化率记为s = (4-U /T，单位为赫兹/微秒，Hz/s ; 然后计算从上周期到本周期输入智能电能路由器直流单元的低压侧H桥电路的有功 功率的变化率，记为q = (Pn-Piri)/T，单位为瓦特/微秒，W/s，其中Pn为当前计算周期输入 被测智能电能路由器直流单元的低压侧H桥电路的有功功率，P lri为上一个计算周期输入 被测智能电能路由器直流单元的低压侧H桥电路的有功功率； (4) 确定智能电能路由器直流单元开关频率的调整方向； 根据步骤（3)中计算得到的开关频率的变化率s和输入智能电能路由器直流单元的低 压侧H桥电路的有功功率的变化率q，作如下判断，得到下一个计算周期，即第n+1个周期的 开关频率调整方向： 如果q>0, s>0,即开关频率增大后，输入智能电能路由器直流单元的低压侧H桥电路的 有功功率增加，此时在下一周期增大开关频率； 如果q>0, s〈0,即开关频率减小后，输入智能电能路由器直流单元的低压侧H桥电路的 有功功率增加，此时在下一周期减小开关频率； 如果q〈0, s>0,即开关频率增大后，输入智能电能路由器直流单元的低压侧H桥电路的 有功功率降低，此时在下一周期继续减小或维持当前周期的开关频率； 如果q〈0, s〈0,即开关频率较小后，输入智能电能路由器直流单元的低压侧H桥电路的 有功功率降低，此时在下一周期继续增大或维持当前周期的开关频率； (5) 确定智能电能路由器直流单元开关频率的调整幅度； 如果0.1 < I q| < 1，I q|为q的绝对值，智能电能路由器直流单元开关频率的调整幅 度为f; 如果I q I〈0. 1，智能电能路由器直流单元开关频率的调整幅度为O倍的f，即此时开关 频率已经满足要求，不需要做调整； 如果I q I >1，智能电能路由器直流单元开关频率的调整幅度为2倍的f ; f为常值IOOHz。
2.根据权利要求1所述的智能电能路由器直流单元谐振参数的测试方法，其特征在 于：所述的步骤（2)中计算的输入智能电能路由器直流单元的低压侧H桥电路的有功功率 P为智能电能路由器直流单元的传输功率。
【专利摘要】一种智能电能路由器直流单元谐振参数的测试方法，包括以下步骤：实时采集输入智能电能路由器直流单元低压侧的电压和电流值；计算输入智能电能路由器直流单元低压侧的有功功率；判断智能电能路由器直流单元开关频率的调整效果；确定智能电能路由器直流单元开关频率的调整方向；确定智能电能路由器直流单元开关频率的调整幅度。
【IPC分类】G01R23-02
【公开号】CN104865440
【申请号】CN201510292040
【发明人】李耀华, 杨立敏, 李子欣, 高范强, 徐飞
【申请人】中国科学院电工研究所
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2015年6月1日