一种直流电压互感器的阻容匹配方法、装置及存储介质与流程

本发明涉及直流电网，尤其涉及一种直流电压互感器的阻容匹配方法、装置及存储介质。

背景技术：

1、直流工程中直流电压互感器的测量原理为阻容分压原理，直流电压互感器的阻容分压器分压主体构成主要为高压臂，高压臂由多个电阻和多个电容串并联而成。当一次直流母线上只有直流电压时，阻容分压器实际上只有其中的电阻参与分压。直流电网除了主直流外，还存在谐波，直流电压互感器既要测量主直流电压，也需要测量谐波电压用于保护。纯电阻分压器受到杂散电容的影响，其响应时间和带宽都达不到直流电网的实际要求。因此，阻容分压器需要在分压电阻上并联集中参数电容，一方面削弱杂散电容的影响，另一方面起到在一次电压出现雷电等冲击电压时，能快速响应泄放冲击电流，并均匀分压电阻上的电场分布，起到保护作用。

2、而实际上，由于电阻元件和电容元件都是非理想的，尤其在实际工况下，阻容分压器存在寄生参数，这些寄生参数的存在使高低压臂的总等效电阻和总等效电容发生变化，从而破坏阻容匹配关系，致使直流电压互感器的带宽受限。因此，现有的直流电压互感器测量带宽限制较大，难以实现阻容匹配关系，从而导致了对直流电网的直流电压测量以及在一定带宽内满足谐波测量能力差。

技术实现思路

1、本发明提供了一种直流电压互感器的阻容匹配方法、装置及存储介质，利用低压臂并联可调电阻和可调电容构成的网络，并通过调节二次分压网络中的可调电阻和可调电容，使测量系统实现阻容匹配，提高直流电压互感器对直流电网的直流电压测量以及谐波测量能力。

2、本发明提供了一种直流电压互感器的阻容匹配方法，应用于分压器，所述分压器包括：高压臂和低压臂；所述低压臂包括主体单元、阻容匹配调节单元和信号处理单元；所述高压臂和所述低压臂串联；阻容匹配调节单元包括一个可调电阻和一个可调电容；所述主体单元、所述可调电阻、所述可调电容和所述信号处理单元并联；

3、所述阻容匹配方法包括：

4、根据主体单元、阻容匹配调节单元和信号处理单元的测量参数，生成低压臂的等效电阻值和等效电容值；

5、获取高压臂的等效电阻值和等效电容值，并调节所述可调电阻和所述可调电容，直到低压臂的等效电阻值和等效电容值的乘积等于高压臂的等效电阻值和等效电容值的乘积。

6、进一步地，根据主体单元、阻容匹配调节单元和信号处理单元的测量参数，生成低压臂的等效电阻值和等效电容值，具体为：

7、分别获取主体单元的等效电阻值、阻容匹配调节单元的可调电阻的电阻值和信号处理单元的等效电阻值，生成低压臂的等效电阻值：

8、rl'＝rl||r0||ri；

9、其中，rl’为低压臂的等效电阻值、rl为主体单元的等效电阻值、ro为可调电阻的电阻值、ri为信号处理单元的等效电阻值；

10、分别获取主体单元的等效电容值、阻容匹配调节单元的可调电容的电容值和信号处理单元的等效电容值，生成低压臂的等效电容值：

11、cl'＝cl||c0||ci；

12、其中，cl’为低压臂的等效电容值、cl为主体单元的等效电容值、co为可调电容的电容值、ci为信号处理单元的等效电容值。

13、进一步地，低压臂的等效电阻值和等效电容值实时更新，具体为：

14、当检测到可调电阻的电阻值和可调电容的电容值发生变化时，根据新的阻容匹配调节单元的测量参数，更新低压臂的等效电阻值和等效电容值。

15、进一步地，获取高压臂的等效电阻值和等效电容值，并调节所述可调电阻和所述可调电容，直到低压臂的等效电阻值和等效电容值的乘积等于高压臂的等效电阻值和等效电容值的乘积，具体为：

16、获取高压臂的等效电阻值和等效电容值，并将高压臂的等效电阻值和等效电容值的乘积作为目标值；

17、调节阻容匹配调节单元的可调电阻的电阻值和可调电容的电容值，直到调节后的可调电阻的电阻值和可调电容的电容值的乘积等于目标值：

18、rhch'＝rl'cl'＝(rl||r0||ri)·(cl||c0||ci)；

19、其中，rh为高压臂的等效电阻值，ch’为高压臂的等效电容值。

20、进一步地，获取高压臂的等效电阻值和等效电容值，并调节所述可调电阻和所述可调电容之前，还包括：

21、根据高压臂的等效电阻值和等效电容值，调整主体单元的电阻元件和电容元件，以使所述主体单元的等效电阻值高于第一数值，且所述主体单元的等效电容值低于第二数值；其中，所述第一数值根据高压臂的等效电阻值计算而来，且大于高压臂的等效电阻值；所述第二数值根据高压臂的等效电容值计算而来，且小于高压臂的等效电容值。

22、作为优选方案，本发明提供的一种直流电压互感器的阻容匹配方法利用低压臂并联可调电阻和可调电容构成的网络实现阻容匹配。阻容匹配网络包括一个可调电阻和可调电容元件，通过并联在低压臂上进行二次分压，并调节二次分压网络中的可调电阻和可调电容，使测量系统实现阻容匹配。本发明考虑了阻容分压器存在寄生参数的问题，降低了阻容分压器的寄生参数对阻容匹配的影响，提高直流电压互感器对直流电网的直流电压测量以及谐波测量能力。

23、相应地，本发明还提供一种直流电压互感器的阻容匹配装置，包括：测量模块和调节模块；

24、其中，所述测量模块用于根据主体单元、阻容匹配调节单元和信号处理单元的测量参数，生成低压臂的等效电阻值和等效电容值；

25、所述调节模块用于获取高压臂的等效电阻值和等效电容值，并调节所述可调电阻和所述可调电容，直到低压臂的等效电阻值和等效电容值的乘积等于高压臂的等效电阻值和等效电容值的乘积。

26、测量模块包括：计算单元和更新单元；

27、其中，所述计算单元用于分别获取主体单元的等效电阻值、阻容匹配调节单元的可调电阻的电阻值和信号处理单元的等效电阻值，生成低压臂的等效电阻值：

28、rl'＝rl||r0||ri；

29、其中，rl’为低压臂的等效电阻值、rl为主体单元的等效电阻值、ro为可调电阻的电阻值、ri为信号处理单元的等效电阻值；

30、分别获取主体单元的等效电容值、阻容匹配调节单元的可调电容的电容值和信号处理单元的等效电容值，生成低压臂的等效电容值：

31、cl'＝cl||c0||ci；

32、其中，cl’为低压臂的等效电容值、cl为主体单元的等效电容值、co为可调电容的电容值、ci为信号处理单元的等效电容值；

33、所述更新单元用于当检测到可调电阻的电阻值和可调电容的电容值发生变化时，根据新的阻容匹配调节单元的测量参数，更新低压臂的等效电阻值和等效电容值。

34、调节模块包括：设置单元和调节单元；

35、所述设置单元用于根据高压臂的等效电阻值和等效电容值，调整主体单元的电阻元件和电容元件，以使所述主体单元的等效电阻值高于第一数值，且所述主体单元的等效电容值低于第二数值；其中，所述第一数值根据高压臂的等效电阻值计算而来，且大于高压臂的等效电阻值；所述第二数值根据高压臂的等效电容值计算而来，且小于高压臂的等效电容值；

36、所述调节单元用于获取高压臂的等效电阻值和等效电容值，并将高压臂的等效电阻值和等效电容值的乘积作为目标值；

37、调节阻容匹配调节单元的可调电阻的电阻值和可调电容的电容值，直到调节后的可调电阻的电阻值和可调电容的电容值的乘积等于目标值：

38、rhch'＝rl'cl'＝(rl||r0||ri)·(cl||c0||ci)；

39、其中，rh为高压臂的等效电阻值，ch’为高压臂的等效电容值。

40、作为优选方案，本发明装置利用低压臂并联可调电阻和可调电容构成的网络实现阻容匹配。阻容匹配网络包括一个可调电阻和可调电容元件，通过并联在低压臂上进行二次分压，并通过调节模块调节二次分压网络中的可调电阻和可调电容，使测量系统实现阻容匹配。本发明考虑了阻容分压器存在寄生参数的问题，降低了阻容分压器的寄生参数对阻容匹配的影响，提高直流电压互感器对直流电网的直流电压测量以及谐波测量能力。

41、相应地，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序；其中，所述计算机程序在运行时控制所述计算机可读存储介质所在的设备执行如本
技术实现要素：
所述的一种直流电压互感器的阻容匹配方法。