[发明专利]高精度高速率防孤岛测试装置

权利要求书

1.一种高精度高速率防孤岛测试装置，用于对待测物电压输出及模拟RLC负载，其特征在于：包括功率转换单元、参数检测单元和数字信号处理单元，

一功率转换单元，分别连接待测物和电网，具有双向交流变直流、直流变交流四象限运行机制，用于将电网的电压转换输出给待测物或对待测物进行模拟RLC负载测试；

一参数检测单元，耦接于功率转换单元与待测物之间，获取并输出采样电压和采样电流给数字信号处理单元；

一数字信号处理单元，实现电网模拟器模式和防孤岛测试模式的切换；模拟RLC负载，获取参数检测单元所得采样电压和采样电流，演算得出一参考电压，在切换为防孤岛测试模式时，由该参考电压对功率转换单元进行控制，以实现防孤岛测试, 数字信号处理单元包括功率计算模块、电网模拟器控制模块和防孤岛模拟模块，

一功率计算模块，分别连接参数检测单元和防孤岛模拟模块，获取并输出采样电压和采样电流，计算出电网、待测物和模拟RLC电路不同支路的功率；

一电网模拟器控制模块，在电网模拟器模式下，将预设电压作为输出电压，对功率转换单元进行对应的PWM控制；

一防孤岛模拟模块，根据采样电流和采样电压，计算出的电流和确定模拟RLC电路的各参数R、L、C下的电压值，此电压作为参考电压，在切换为防孤岛测试模式时，将参考电压作为输出电压，对功率转换单元进行对应的PWM控制;

在确定模拟RLC电路的各参数R、L、C后，根据R、L、C的数值，计算模拟RLC电路等效阻抗的传递函数，根据该传递函数，结合采样电压计算出电流值；在切换为防孤岛测试模式时，按照切换前计算所得电流值及当前获取的采样电流，计算出参考电压，由该参考电压作为切换后原电压环路的参考值。

2.如权利要求1所述的高精度高速率防孤岛测试装置，其特征在于：功率转换单元包括顺次连接AC-DC模块、DC/DC隔离模块、DC-AC模块和LC滤波电路，AC-DC模块和DC/DC隔离模块为双向模块， AC-DC模块连接电网，DC-AC模块通过LC滤波电路连接待测物，DC-AC模块为双向可调模块，DC-AC模块连接数字信号处理单元的输出端。

3.如权利要求1所述的高精度高速率防孤岛测试装置，其特征在于：参数检测单元包括电压采样模块和电流采样模块，电压采样模块连接于功率转换单元与待测物之间，电流采样模块串联于功率转换单元与待测物之间。

4.如权利要求1所述的高精度高速率防孤岛测试装置，其特征在于：防孤岛模拟模块中，在切换为防孤岛测试模式时，将参考电压直接替换预设电压作为输出电压，共用模拟RLC电路的各参数R、L、C参数，在切换瞬间，只是更改了参考电压，并不涉及到环路切换，完全实现无缝切换。

5.如权利要求1所述的高精度高速率防孤岛测试装置，其特征在于：计算出参考电压，具体为，

Vref2=B0*I(k)+B1*I(k-1)+B2*I(k-2)-A1*Vref2(k-1)-A2*Vref2(k-2)

其中：B0、B1、B2、A1、A2为控制参数，均为与电阻值R、电感值L、电容值C及控制频率fs相关的函数，B0=(L∗R∗2∗fs)/(L∗R∗C∗(2∗fs)^2+L∗2∗fs+R)，B1=0，B2=−B0，A1=(2∗(R−L∗R∗C∗(2∗fs)^2))/(L∗R∗C∗(2∗fs)^2+L∗2∗fs+R)，A2=(L∗R∗C∗(2∗fs)^2−L∗2∗fs+R)/(L∗R∗C∗(2∗fs)^2+L∗2∗fs+R)；I(k)为本时刻采样电流，I(k-1)为上一周期电流，I(k-2)为上二周期的电流；Vref2为本时刻参考电压，Vref2(k-1)为上一周期参考电压，Vref2(k-2)为上二周期参考电压。

6.如权利要求1、4、5任一项所述的高精度高速率防孤岛测试装置，其特征在于：模拟RLC电路的各参数R、L、C采用手动设置或是自动匹配确定。