[发明专利]无直流侧电源支撑的阻抗测量装置控制方法及拓扑

权利要求书

1.一种无直流电源支撑的阻抗测量装置控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

根据被测系统的运行频率、阻抗测量装置的扰动输出频率及阻抗测量装置的交流侧与直流侧功率平衡特性，确定直流侧纹波特性；

根据被测系统需求和装置直流侧纹波特性，确定阻抗测量装置的扫频模式；

根据阻抗测量装置的扫频模式，对阻抗测量装置进行直流电压控制、输出电流控制及扰动指令发生器控制进行设计。

2.根据权利要求1所述的一种无直流电源支撑的阻抗测量装置控制方法，其特征在于，所述根据被测系统的运行频率、阻抗测量装置的扰动输出频率及阻抗测量装置的交流侧与直流侧功率平衡特性，确定直流侧纹波特性包括：

建立交直流侧功率平衡关系式(1)；

P_直＝P_交 (1)

其中P_直表示直流侧功率，P_交表示交流侧功率；

通过式(2)求得直流侧功率P_直，其中C_dc表示直流侧电容值，U_dc表示直流侧电压额定值；

通过式(3)求得交流侧功率P_交，其中U_PCC表示装置并网点电压幅值，ω₀表示被测系统频率，表示PCC点电压相位幅值，I_p表示扰动电流幅值，ω_p表示扰动电流幅值，表示扰动电流相位；

根据式(1)～(3)求得直流侧电容电压纹波Δu_dc为：

直流侧纹波频率由被测系统频率和注入扰动频率共同决定，且直流侧电压纹波ω_dc满足如式(5)关系：

3.根据权利要求2所述的一种无直流电源支撑的阻抗测量装置控制方法，其特征在于，若被测系统为敏感系统，设置阻抗测量装置采用少频扫频模式运行，根据测量频率范围0～ω_pmax，将装置扰动电流参考值设置为：

即在0～2ω₀区间，注入频率关与系统频率对称的两个扰动，在2ω₀～ω_pmax采用单扰动注入。

4.根据权利要求3所述的无直流电源支撑的阻抗测量装置控制方法，其特征在于，当装置工作于少频扫频模式时，前置滤波器采用陷波器结构，其传递函数表达式如下：

式中h为陷波因子，s为拉普拉斯因子，ω_n为陷波频率，且ω_n＝ω_dc。

5.根据权利要求2所述的无直流电源支撑的阻抗测量装置控制方法，其特征在中，若被测系统对测量速度要求高，设置阻抗测量装置采用多频扫频模式，即同时向系统注入多个频率的扰动，其扰动参考信号如下

6.根据权利要求5所述的无直流电源支撑的阻抗测量装置控制方法，其特征在中，在多频扫频模式中为便于后续控制器的设计，单组注入的各扰动频率应使得各扰动产生的直流侧纹波分量频率满足：

式(9)中，k为正整数，m表示基准扰动频率间隔为正实数；

进一步可知，各扰动注入频率应满足：

7.根据权利要求5所述的无直流电源支撑的阻抗测量装置控制方法，其特征在于，当阻抗测量装置工作于多频扫频模式时，前置滤波器采用延时滤波器结构，其传递函数表达式如下：

式中s为拉普拉斯因子，T_d为延时时间，其可根据基准扰动频率间隔m来确定，且T_d与m满足：