列車用輔助逆變器輸出功率計算方法及系統技術方案

列車用輔助逆變器輸出功率計算方法及系統，模塊電流采集單元采集變壓器原邊電流；負載電壓采集單元采集負載線電壓；變壓器副邊電流計算單元：預置變壓器參數，接收模塊電流采集單元采集的數據，計算變壓器副邊電流；電容電流計算單元：接收負載電壓采集單元采集的數據，計算電容電流；負載電流計算單元：接收變壓器副邊電流計算單元和電容電流計算單元的數據，計算負載電流；負載功率計算單元：接收負載電流計算單元的數據及負載電壓采集單元的數據，計算負載功率。該方法利用不需要加裝負載電流采集單元，節省系統安裝成本，保證系統結構的簡化性，采用軟件程序即可自動完成負載電流及負載有功功率和無功功率的計算，快捷、準確率高。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于功率測量
，涉及一種列車用輔助逆變器輸出功率計算方法。
技術介紹
列車輔助逆變器是列車主要的供電設備部件之一，起到提供穩定的三相交流和單相交流電源，為列車空調壓縮機、通風裝置、空壓機、電加熱器、充電機等交流輔助設備供電。考慮到系統結構的簡化及生產成本，列車用三相輔助逆變器，通常不安裝負載電流采樣裝置。由于不對負載電流進行采樣，因此在負載功率計算時存在困難，一方面精度難以控制，另一方面實時性較差，使得監控顯示存在誤差，尤其當多臺并聯進行功率下垂控制時，容易導致環流問題。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種在不進行負載電流采樣的情況下，根據變壓器原邊電流進行輔助逆變器功率計算的方法及系統。本專利技術的技術方案為：列車用輔助逆變器輸出功率計算方法，步驟如下：A、計算變壓器副邊電流：采集變壓器原邊電流IN1(k)，根據變壓器變比n，計算變壓器副邊電流IN2(k)，其中N為A或B或C，表示三相電中的某一相；B、計算電容電流：采集負載電壓，得到負載線電壓有效值Uref、負載線電壓實時相角ωt，則負載相電壓實時相角為(ωt-π/6)，計算負載線電壓實時值：則負載相電壓幅值為則電容電流為：對IC離散化處理得其中C為每相等效電容；C、計算負載電流INload(k)：INload(k)＝IN2(k)-INC(k)；D、計算負載有功功率和無功功率：步驟B中測得負載三相線電壓實時值，UAB、UBC、UCA，計算的IAload(k)、IBload(k)、ICload(k)；經克拉克變換得：Uα(k)＝(UAB(k)-UCA(k))/3； U β = U B C ( k ) / 3 ; ]]>Iα＝(IAload(k)-(IBload(k)+ICload(k))/2)*2/3； I β ( k ) = ( I B l o a d ( k ) - I C l o a d ( k ) ) / 3 ; ]]>P(k)＝(Uα(k)*Iα(k)+Uβ(k)*Iβ(k))*3/2；Q(k)＝(Uα(k)*Iα(k)-Uβ(k)*Iβ(k))*3/2。更進一步的：計算變壓器副邊電流的方法為：計算滯后采樣點的個數：對Ndelay向下取整，記為N1；計算副邊電流：I2(k)＝[I1(N1)+(Ndelay-N1)*(I1(N1+1)-I1(N1))]*n；其中θ為原邊電壓超前副邊電壓角度，FS為采樣頻率，f為輸出交流電頻率。列車用輔助逆變器功率輸出計算系統，包括：模塊電流采集單元：安裝在變壓器原邊端，采集變壓器原邊電流；負載電壓采集單元：安裝在負載端，采集負載線電壓；變壓器副邊電流計算單元：預置變壓器參數，接收模塊電流采集單元采集的數據；電容電流計算單元：接收負載電壓采集單元采集的數據，計算電容電流；負載電流計算單元：接收變壓器副邊電流計算單元和電容電流計算單元的數據，計算負載電流；負載功率計算單元：接收負載電流計算單元的數據及負載電壓采集單元的數據，計算負載有功功率和無功功率。本專利技術的有益效果為：該專利技術針對輔變功率計算問題，提出一種負載電流計算方法，進而用于功率計算。該方法利用不需要加裝負載電流采集單元，節省系統安裝成本，保證系統結構的簡化性，采用軟件程序即可自動完成負載電流及負載有功功率和無功功率的計算，快捷、準確率高。附圖說明圖1為助逆變器功率輸出計算系統結構圖。圖2為一相負載計算值與測量值比較圖。圖3為有功功率計算值與測量值比較圖。圖4為無功功率計算值與測量值比較圖。其中：1-A相電流計算值，2-A相電流實際值，3-有功功率實際值，4-有功功率計算值，5-無功功率計算值，6-無功功率實際值具體實施方式以下結合附圖對本專利技術的具體實施方式進行進一步的描述。如圖1所示，輔助逆變系統包括三相全橋逆變器，三相全橋逆變器的輸出端經變壓器連接至負載端，負載端與變壓器之間連接濾波電容。列車用輔助逆變器功率輸出計算系統，用于采集輔助逆變器負載端輸出的有功功率和無功功率。包括以下功能模塊單元：模塊電流采集單元、負載電壓采集單元、變壓器副邊電流計算單元、電容電流計算單元、負載電流計算單元、負載電流計算單元和負載功率計算單元。輔助逆變器輸出功率的計算方法如下：(1)模塊電流采集單元安裝在三相全橋逆變器的輸出端，即變壓器原邊端，采集變壓器原邊電流IN1(k)；其中N為A或B或C，表示三相電中的某一相；(2)變壓器副邊電流計算單元中預置模塊電流采樣頻率FS、變壓器輸出交流電頻率f、變壓器變比n、變壓器原邊電壓超前副邊電壓角度θ等參數，接收模塊電流采集單元采集的原邊電流IN1(k)數據，其中N為A或B或C，表示三相電中的某一相；結合預置參數以及模塊電流采集單元采集的變壓器原邊電流值原邊電流IN1(k)，計算變壓器副邊電流值：第一：計算滯后采樣點的個數：第二：對Ndelay向下取整，記為N1；第三：計算副邊電流：I2(k)＝[I1(N1)+(Ndelay-N1)*(I1(N1+1)-I1(N1))]*n。(3)負載電壓采集單元安裝在負載端，采集負載線電壓，由負載線電壓可得負載線電壓的有效值Uref。電壓閉環控制是電壓型逆變器的基礎，本方案采用定頻定幅值控制，由逆變控制原理，可得負載實時相角ωt，在同一系統中，ωt為一確定值。ωt即為進行電壓控制時的給定相角，當給定頻率時，ωt會隨時間周期性變化，不因外界條件而改變，因此可以看作是已知量。電容電流計算單元接收負載電壓采集單元采集的負載電壓，進行以下計算：根據Uref以及ωt計算負載線電壓實時值：由于線電壓超前相電壓的相角為π/6，可得相電壓的相角為(ωt-π/6)；根據電容與電壓、電流的計算關系，計算電容電流IC為： I C = C * d ( U m * cos ( ω t - π / 本文檔來自技高網...

【技術保護點】
列車用輔助逆變器輸出功率計算方法：其特征在于：步驟如下：A.計算變壓器副邊電流：采集變壓器原邊電流IN1(k)，根據變壓器變比n，計算變壓器副邊電流IN2(k)，其中N為A或B或C，表示三相電中的某一相；B.計算電容電流：采集負載電壓，得到負載線電壓有效值Uref、負載線電壓實時相角ωt，則負載相電壓實時相角為(ωt?π/6)，計算負載線電壓實時值：則負載相電壓幅值為則電容電流為：對IC離散化處理得其中C為每相等效電容；C.計算負載電流INload(k)：INload(k)＝IN2(k)?INC(k)；D.計算負載有功功率和無功功率：步驟B中測得負載三相線電壓實時值，UAB、UBC、UCA，計算得IAload(k)、IBload(k)、ICload(k)；經克拉克變換得：?Uα(k)＝(UAB(k)?UCA(k))/3；Uβ=UBC(k)/3;]]>?Iα＝(IAload(k)?(IBload(k)+ICload(k))/2)*2/3；Iβ(k)=(IBload(k)-ICload(k))/3;]]>計算有功功率：P(k)＝(Uα(k)*Iα(k)+Uβ(k)*Iβ(k))*3/2；計算無功功率：Q(k)＝(Uα(k)*Iα(k)?Uβ(k)*Iβ(k))*3/2。...

【技術特征摘要】
1.列車用輔助逆變器輸出功率計算方法：其特征在于：步驟如下：A.計算變壓器副邊電流：采集變壓器原邊電流IN1(k)，根據變壓器變比n，計算變壓器副邊電流IN2(k)，其中N為A或B或C，表示三相電中的某一相；B.計算電容電流：采集負載電壓，得到負載線電壓有效值Uref、負載線電壓實時相角ωt，則負載相電壓實時相角為(ωt-π/6)，計算負載線電壓實時值：則負載相電壓幅值為則電容電流為：對IC離散化處理得其中C為每相等效電容；C.計算負載電流INload(k)：INload(k)＝IN2(k)-INC(k)；D.計算負載有功功率和無功功率：步驟B中測得負載三相線電壓實時值，UAB、UBC、UCA，計算得IAload(k)、IBload(k)、ICload(k)；經克拉克變換得： Uα(k)＝(UAB(k)-UCA(k))/3； U β = U B C ( k ) / 3 ; ]]> Iα＝(IAload(k)-(IBload(k)+ICload(k))/2)*2/3； I β ( k ) = ( I B l o a ...

【專利技術屬性】
技術研發人員：林顯琦，張利軍，趙許強，孫世英，
申請(專利權)人：中車青島四方車輛研究所有限公司，
類型：發明
國別省市：山東;37