本发明属于电力电子
技术领域：
，具体为基础MATLAB振荡开关振荡回路参数测量系统及计算方法。
背景技术：
：近年来，我国在高压直流输电技术的研究和应用方面取得了突飞猛进的发展。目前，已投入运营的高压和特高压直流输电变电项目近10项，包括向上、葛南、龙正、江鹅、天光和三沪。直流输电已成为我国强电网的重要组成部分。在直流输电工程中，高压直流开关的主要作用是改变直流输电系统的运行模式，及时清除线路故障，隔离故障设备，也可使用直流开关形成放射、环网、辐射等多端直流输电系统，是确保直流工程安全、可靠、经济运行的核心主要电气设备。目前，直流断路器主要用于改变直流运行模式的两端直流输电系统。典型的应用是金属电路转换断路器(MRTB)、地回路转换开关(GRTS)和中性母线开关(NBS)等。因此，高压直流开关切断电流的稳定性直接影响直流输电系统的安全可靠运行。从现有高压直流开关的运行情况来看，切断电流的成功率相对较低。例如，葛南直流输电工程极端Ⅰ在运行调试过程中，高压直流开关开关失败，葛洲坝换流站仅成功转换6次。通过对振荡高压直流开关运行状态的研究，发现振荡高压直流开关的振荡电路参数对开关的开断性能影响很大，因此有必要定期测量高压直流开关振荡电路的电容值、电抗值和电阻值。过去，振荡电路参数的测量是在离线状态下进行的，工作量大，测量结果缺乏实时性，参考性不强。在数据处理方面，基于最小二乘法的计算方法存在许多误差，如采用极值点的方法拟合，实际采集的数据由采样频率的限制较小，只选择采集的部分点，使用的信息较少。另一方面，由于电力电子设备的噪声，采样数据的准确性也会受到影响。为了解决上述问题，提高测量精度，本文提出了一个基础MATLAB振荡开关振荡回路参数测量系统及计算方法。本发明的技术方案：基于本发明的技术方案MATLAB的直流开关振荡回路参数测量系统，包括直流开关等效电路以及测量模块，所述直流开关等效电路1包括电感L和电容C，电感L、电容C和第一开关S与避雷器串联ZnO并联，然后与第二开关并联S2和电阻R串联支路并联组成，电源E与选择开关SW电容C两端串联并联，为电容器提供充电电压；测量模块包括传感器，PAC控制器、GPRS传感器在收集直流开关等效电路的相关电流、电压信息和时间数据后，向后台控制端发送信息PAC控制器，PAC通过控制器整理信息GPRS模块传输到后台控制端。传感器为霍尔电流传感器、霍尔电压传感器和计时器。传感器是霍尔电流传感器、霍尔电压传感器和计时器。安装在后台控制端进行计算MATLAB软件。一种基于MATLAB直流开关振荡回路参数的计算方法包括以下具体步骤，S1.根据数据设置电容器C两端的采样时间和充电电压；S2.输入霍尔电流传感器获得的电流数据、霍尔电压传感器获得的电压数据和计时器获得的时间数据MATLAB软件，滤波器分别定义为电流数组I、电压数组U、时间t；S3.整理所有电流和电压数据，找出电流数组I的极大值和极小值，并将其整合成新的极大值电流数组F、极小值电流数组A和相应时间数组BD；S4.处理大值电流数组F对应的时间数组B，进行校正；S5.利用校正后的极大值电流数组和极小值电流数组中相同类型和不同项的数据减少，消除霍尔传感器零漂的影响；S6.去除误差较大的点，处理后的时间数组B和D相邻两个时间元素按顺序相减得到振荡周期T数组；S7.去掉误差大的点，将处理后的两个电流数组按顺序相邻的两个电流数据相去，然后取对数获得衰减系数δ数组；S8.根据顺序，两个极大值电流数组和极小值电流数组不断使用相邻两个峰值点的值、已知电容C值和衰减系数δ、电流i、计算周期T的计算公式计算振荡电路电阻R、电感L值，要计算的参数组；衰减系数公式：δ＝R/2L电流公式：振荡电流周期公式：公式中，U0表示电容C两端的初始充电电压，δ＝R/2L表示衰减系数，表示振荡角频率，t为时间，θ上下调整变量，c调整左右角度变量；S9.上述参数组采用最小二乘法处理，得到振荡电路电感、电阻和电容的计算值。所述步骤S采样时间为2×10—8s，电容器C两端的充电电压为1048V。所述步骤S采样时间为2×10—8s，电容器C两端的充电电压为1048V。所述步骤S在3中，找出电流数组的极大值和极小值的方法是利用一定值大于或小于其前后2000点。所述步骤S4中校正的方法是将当时数组B中某一元素的值减去其上一个元素值小于2000个采样点的时间，然后将该元素和极大值电流数组F和极小值电流数组A中的相应元素删除。与现有技术相比，本发明的有益效果是：传统计算方法中使用的数据点较少，计算相对简单；采样频率高，确保采样到峰值点数据，不断使用两个相邻的峰值点，采样点较多，振荡电路参数值可以更准确地计算；考虑到霍尔传感器零漂现象的影响和数据测量可能不从零开始，算法更准确；电感、电容和电阻值可能在实际操作过程中发生变化，振荡电路参数值可以通过发明的算法与正常情况下的设定参数值进行比较，为直流开关状态的判断提供依据。图1为本发明测量系统原理图；图2为本发明测量系统振荡电路放电简化电路；图3为本发明计算方法流程图；图4为±1100kV昌吉换流站测量的金属回路转换开关(MRTB)振荡电路电流波形图5±1100kV昌吉换流站测量的金属回路转换开关(MRTB)振荡电路电压波形图。图：1.直流开关等效电路，2.测量模块，20.传感器，21.PAC控制器，22.GPRS后台控制端模块，23。图：1.直流开关等效电路，2.测量模块，20.传感器，21.PAC控制器，22.GPRS模块，23.后台控制端。具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有创造性劳动的情况下获得的所有其他实施例都属于本发明的保护范围。如图1和图2所示，本发明实施例所述的基础MATLAB直流开关振荡电路参数测量系统，包括DC开关等效电路1和测量模块2，DC开关等效电路1包括电感L和电容C，电感L、电容C和第一开关S与避雷器串联ZnO并联，然后与第二开关并联S2和电阻R串联支路并联组成，电源E和选择开关SW电容C两端串联并联，为电容器提供充电电压；测量模块2包括传感器20PAC控制器21、GPRS模块22以及后台控制端23，传感器20采集直流开关等效电路1的相关电流和电压信息以及时间数据后，将信息发送给PAC控制器21，PAC通过控制器21整理信息GPRS22模块传输到后台控制端23。传感器20是霍尔电流传感器、霍尔电压传感器和计时器。传感器20是霍尔电流传感器、霍尔电压传感器和计时器。安装在后台控制端23内进行计算MATLAB软件。整个测量过程为：闭合开关SW一、通过电源E给C充电后断开开关SW1.关闭开关S1和开关S此时C通过RLC电路在直流电上产生振荡交流电。通过霍尔传感器外部收集电流数据和电压数据PAC控制器，信息整理，然后通过GPRS模块将信息传输到后台控制端，计算后台控制端的振荡回路参数。如图3和图4所示，一种基于MATLAB直流开关振荡回路参数的计算方法包括以下具体步骤，S1.根据数据设置电容器C两端的采样时间和充电电压；S2.输入霍尔电流传感器获得的电流数据、霍尔电压传感器获得的电压数据和计时器获得的时间数据MATLAB软件，滤波器分别定义为电流数组I、电压数组U、时间t；S3.整理所有电流和电压数据，找出电流数组I的极大值和极小值，并将其整合成新的极大值电流数组F、极小值电流数组A和相应时间数组BD；S4.处理大值电流数组F对应的时间数组B，进行校正；S5.利用校正后的极大值电流数组和极小值电流数组中相同类型和不同项的数据减少，消除霍尔传感器零漂的影响；S6.去除误差较大的点，处理后的时间数组B和D相邻两个时间元素按顺序相减得到振荡周期T数组；S7.去掉误差大的点，将处理后的两个电流数组按顺序相邻的两个电流数据相去，然后取对数获得衰减系数δ数组；S8.根据顺序，两个极大值电流数组和极小值电流数组不断使用相邻两个峰值点的值、已知电容C值和衰减系数δ、电流i、计算周期T的计算公式计算振荡电路电阻R、电感L值，得到所要计算的参数数组；衰减系数公式：δ＝R/2L电流公式：振荡电流周期公式：公式中，U0表示电容C两端的初始充电电压，δ＝R/2L表示衰减系数，表示振荡角频率，t为时间，θ上下调整变量，c调整左右角度变量；S9.上述参数组采用最小二乘法处理，得到振荡电路电感、电阻和电容的计算值。所述步骤S采样时间为2×10—8s，电容器C两端的充电电压为1048V。所述步骤S采样时间为2×10—8s，电容器C两端的充电电压为1048V。所述步骤S在3中，找出电流数组的极大值和极小值的方法是利用一定值大于或小于其前后2000点。所述步骤S4中校正的方法是将当时数组B中某一元素的值减去其上一个元素值小于2000个采样点的时间，然后将该元素和极大值电流数组F和极小值电流数组A中的相应元素删除。我们在这里使用±110kV昌吉换流站测量的金属回路转换开关(MRTB)振荡电路电流与电压波形数据计算结果与实际参数数据的比较结果如下：实际值算法计算值误差电容器C60.7μF60.7μF0.00％电感L14.8μH15μH1.35％电阻R0.017Ω0.0186Ω9.从上表可以看出，计算值可以在允许的误差范围内准确计算振荡回路参数的值。本发明主要通过在线监测直流输电系统中直流开关动作时振荡电路的电流信号，并结合电压信号MATLAB全局搜索程序，在线计算振荡回路R、L、C参数。本发明主要通过在线监测直流输电系统中直流开关动作时振荡电路的电流信号，并结合电压信号MATLAB全局搜索程序，在线计算振荡回路R、L、C参数。与使用相比MATLAB该方法的数据利用率较高。同时，考虑引入左右调整角度变量，算法的数据采集不从零开始c；考虑到霍尔传感器的零漂，引入上下调整变量θ，很好得很好MATLAB零漂和采样初始角不为0是曲线拟合无法解决的问题。振荡电路电流和电压传感器通过电流传感器采集电容C两端电压，采集的电流信号和电压信号通过无线传输设备传输到后台控制端，通过适当选择电流数据和电压数据，实现有源直流开关振荡电路参数的计算。虽然本发明的实施例已经展示和描述，但对于本领域的普通技术人员来说，可以理解，这些实施例可以在不脱离本发明原则和精神的情况下进行各种变更、修改、更换和变更。本发明的范围由所附权利要求及其等同物限制。当前第1页1 2 3