[发明专利]一种抗频率耦合干扰的宽频阻抗测量装置及其控制方法

权利要求书

1.一种抗频率耦合干扰的宽频阻抗测量装置，其特征在于，

包括主电路部分、控制部分以及数据采集与阻抗计算部分，

所述主电路部分包括直流电源、三相逆变桥、滤波电感、滤波电容以及隔离变压器，其中，所述直流电源为测量装置提供能量来源，所述三相逆变桥将直流电变为交流电，所述滤波电感和所述滤波电容用以抑制电流、电压谐波，具有串、并联连接模式的所述隔离变压器用以匹配不同电压等级的被测对象；

所述控制部分包括功率同步环、交流电压环、电流环、抗耦合宽频信号幅频控制环以及PWM调制环，所述功率同步环用以提供控制所需的频率和参考发射功率，所述交流电压环用以实现控制变流器输出电压幅值恒定；所述抗耦合宽频信号幅频控制环按照抗耦合测量起始频率和间隔频率选择方法，实现宽频信号的合成、幅值控制；所述电流环用以产生PWM调制参考电压信号，确保主电路可以产生预期的宽频测量信号；

所述数据采集与阻抗计算部分包括电压传感器、电流传感器、数据采集卡以及上位机，所述电压传感器、所述电流传感器用以采集并网连接点处的电压、电流信号用以电路控制和阻抗计算；所述数据采集卡通过获取电压、电流传感器中的测量数据，将其上传至上位机中，并通过FFT分析实现阻抗计算。

2.一种抗频率耦合干扰的宽频阻抗测量装置的控制方法，用以控制如权利要求1所述的抗频率耦合干扰的宽频阻抗测量装置，其特征在于，

所述控制方法包括如下步骤：

S1：采集公共连接点三相电压u_abc，i_abc经过dq变换获得u_d、u_q、i_d、i_q，并根据式I计算有功功率P和无功功率Q，其中，有功功率经过截止频率1Hz的低通滤波器后与额定参考功率Pref做差，差值经过功率同步比例系数Kp放大后获得频率偏差Δω，Δω与参考角频率ω₀之和通过积分器后获得同步相位θ；

式I如下：

S2：给定并网点参考电压在dq坐标系下基波的幅值参考信号E_d0和E_q0；给定扰动电压在dq坐标系下的扰动参考信号u_p，如式II所示，将基波幅值参考信号E_d0和E_q0分别与扰动参考信号u_p相加获得交流电压环参考信号u_dref、u_qref；

式II如下：

其中，A_i代表第i个扰动信号的参考幅值，f_i代表第i个扰动信号的参考频率，代表第i个扰动信号的参考相位，n代表具有n个扰动信号；

S3：将交流电压环参考信号u_dref、u_qref与实际采集到的u_d、u_q分别相减，差值经过比例-积分控制器后产生电流环参考信号i_dref、i_qref；

S4：将电流环参考信号i_dref、i_qref与实际采集到的i_d、i_q分别相减，差值经过比例-积分控制器后获得输出信号e_dref、e_qref，再经过dq逆变换获得SPWM调制参考信号e_abc，该信号经过PWM调制后生成开关信号控制主电路逆变桥生成扰动电压信号，由此注入至待测变流器中；

S5：采集待测变流器端口电压、电流信号u_ta、u_tb、u_tc、i_ta、i_tb、i_tc并通过数据采集卡上传至上位机中，首先利用式III将三相电压、电流信号变换至两相静止坐标系下，在对变换获得的u_tα和i_tα进行FFT分析后，利用式IV即可获得待测变流器在αβ坐标系下的宽频阻抗曲线；

其中，式III如下：

式IV如下：