确定滤波电路的参数的制作方法

4535，doi：10.1049/iet-pel.2017.0528描述了一种用于辨识电力电子转换器(具体地，升压转换器)的无源部件(包括电容器和电感器)的参数的方法。对于电容器条件监测方法，d2提及了基于局部电容器模型的方法(lcmm)和基于转换器参数模型的方法(cpmm)，并且提出了lcmm和cpmm的混合模型。
8.ep 3 637 115 a1描述了一种用于检测逆变器的滤波电容器的电容的方法和装置。为了实施用于检测逆变器的滤波电容器的电容的方法，逆变器的每个输出端子通过电感器连接到第一滤波电容器的一个端子，并且所有第一滤波电容器的其他端子互连。逆变器控制逆变器的一个输出端子输出的电压始终为零；控制逆变器的其他输出端子依次输出第一电压；并且当逆变器的一个输出端子输出第一电压时，控制逆变器的其他输出端子输出的电压为零。当该逆变器的一个输出端子输出第一电压并且逆变器的其他输出端子输出的电压为零时，逆变器获得连接到逆变器的每个输出端子的电感器的电流。逆变器确定连接到其中输出电压在逆变器中始终为零的输出端子的电感器的电流与连接到逆变器中的其他输出端子中的每个输出端子的电感器的电流的比率。而且，逆变器基于第一电压、所确定的比率和连接到输出电压总是为零的输出端子的电感器的电流来确定与连接到输出电压总是为零的输出端子的电感器相对应的第一滤波电容器的电容。因此，d2的逆变器可以通过控制逆变器输出的电压并且获得连接到逆变器的输出端子的电感器的电流来检测逆变器的第一滤波电容器的电容。
9.cn 102 307 004b描述了一种基于lcl滤波的可控整流器参数辨识方法。该方法包括以下步骤：获取短路电流；基于遗传算法来辨识参数；获取启动时电网初始相角；实时估算在lcl滤波条件下的电网虚拟磁链值；获取在lcl滤波条件下的系统定向角。


技术实现要素：

10.本发明的目的是提供一种简单可靠的方法，用于在无需附加硬件的情况下确定转换器设备的滤波电路的参数，诸如电容。
11.该目的通过独立权利要求的主题来实现。根据从属权利要求和以下描述，其他示例性实施例是显而易见的。
12.本发明的一个方面涉及一种用于确定转换器设备的滤波电路的至少一个参数的方法。至少一个参数可以包括滤波电路的部件的一个或多个电容、一个或多个电感和/或一个或多个电阻。滤波电路可以是无源滤波电路和/或可以具有至少两个相。例如，滤波电路可以具有三个相。滤波电路可以由电容器、电感器和/或电阻器组成。
13.转换器设备包括滤波电路、dc链路和逆变器，该逆变器互连在滤波电路与dc链路之间。作为滤波电路，转换器设备可以包括至少两个相。例如，转换器设备可以包括三个相。dc链路可以是简易dc链路或分离式dc链路。逆变器可以包括用于转换器设备的相中的每个相的逆变器支路。逆变器支路可以是半桥逆变器支路拓扑结构、中性点箝位逆变器支路拓扑结构、全h桥逆变器支路拓扑结构或其他逆变器支路拓扑结构。
14.如下文所描述的，逆变器用于生成通过滤波电路的电流。测量电流，由此通过评估滤波电路的传递函数来确定至少一个参数。
15.根据本发明的一个实施例，该方法包括：将逆变器切换到活动状态，在该活动状态中，逆变器的第一逆变器支路将滤波电路的第一相与dc链路的正侧连接，并且逆变器的第
二逆变器支路将滤波电路的第二相与dc链路的负侧连接。这样，可以在滤波电路中感生电流。
16.在三相转换器设备的情况下，可以切换逆变器的第三逆变器支路，使得滤波电路的对应相与dc链路断开连接或连接到转换器设备的中性点。在第三逆变器支路连接到中性点的情况下，活动状态可以被写为[1,-1,0]，或在第三逆变器支路与dc链路断开连接的情况下，活动状态可以被写为[1,-1,nc]。
[0017]
根据本发明的一个实施例，该方法包括：在切换到活动状态之后，将逆变器切换到零状态，在该零状态中，逆变器的两个或更多个逆变器支路将滤波电路的两个或更多个相连接到dc链路的同一电压电位。例如，可以通过向逆变器施加零向量来实现零状态，该零向量的形式可能为[0,0,x]，其中可以连接或不连接第三相(x＝0或x＝nc)。
[0018]
根据本发明的一个实施例，该方法还包括：通过以多个连续时间步长测量通过滤波电路的电流来确定电流值的时间序列。在测量期间，逆变器处于零状态。测量指示与dc链路互连的滤波电路的部件的动态行为。可以以相等间隔的时间步长确定电流值。可以使用电流传感器得出测量，该电流传感器互连在滤波电路与逆变器(即，电流传感器)之间，该逆变器适于测量逆变器电流。
[0019]
一般而言，逆变器可以包括用于每个相的逆变器支路，该逆变器支路包括中点和端点，该中点连接到滤波电路的相，并且端点连接到dc链路。逆变器支路可以是简易两电平逆变器支路或三电平逆变器支路，诸如中性点箝位逆变器支路。
[0020]
根据本发明的一个实施例，该方法还包括：通过根据滤波电路的差分方程计算至少一个参数的最佳拟合来确定滤波电路的至少一个参数，电流值的时间序列被输入到该差分方程中，其中差分方程是不同时间步长处的电流值和至少一个参数的函数。可以从滤波电路的离散传递函数导出差分方程。在活动状态中，可能会在逆变器电流中引起小扰动，并且可以分析通过滤波电路的所得的电容器电流。该方法依赖于对滤波电路的初始扰动的时间序列响应。然后，例如使用最小二乘误差技术分析所得的电流值的时间序列，以确定最佳拟合所观察的测量的一个或多个参数。
[0021]
对于在逆变器的活动状态中互连的滤波电路的部件，可以确定传递函数，该传递函数以离散方式描述滤波电路的部件的动态行为。传递函数可以被看作是滤波电路的模型或至少是滤波电路的部件的模型，这些部件在活动状态中与dc链路互连。还可以使用简化滤波电路的模型，例如，其中忽略一些无源部件，诸如例如，小电阻。
[0022]
可以相对于时间步长对传递函数进行离散化，以这些时间步长测量电流值的时间序列。由于传递函数响应可能仅取决于实际时间步长n处的电流值、一个或多个先前时间步长n-1、n-2、
……
和至少一个参数，所以可以确定至少一个参数的最佳拟合。这可以通过使最小均方误差最小来实现。注意，至少一个参数可能与时间无关。
[0023]
最后，通过方法，确定至少一个参数，当至少一个参数偏离给定标称参数值时，至少一个参数可以用于监测随时间的至少一个参数(例如，用于监测滤波电路的部件的退化)和/或用于生成误差或警告消息。
[0024]
已经针对滤波电路的两个相对上述方法进行了描述。可以对其他相对重复该方法。这样，可以确定滤波电路的其他参数。这些其他相对的活动状态可以被写为[1,nc,-1](或[1,0,-1])和[nc,1,-1](或[0,1，-1])。
[0025]
通过该方法，使用逆变器的现有半导体和电流测量设备，因此无需附加硬件。不必安装任何附加硬件或测量设备。可以从现有逆变器电流传感器获得电流测量。
[0026]
根据本发明的一个实施例，差分方程等于时间步长n处的电流值加上先前时间步长n-1、n-2、......处的电流值乘以滤波电路的一个或多个参数。可以从连续传递函数导出差分方程，连续传递函数可以基于滤波电路的可能简化模型。此外，由于逆变器在测量期间保持处于零状态，所以可以假设逆变器电压为零。
[0027]
根据本发明的一个实施例，差分方程的形式为g+hb＝0，其中一般而言，g是向量，h是矩阵，其中元素由不同时间点和/或过去时间点的时间序列的电流值的线性组合形成。一般而言，b是由至少一个参数形成的向量。在要确定单个参数的情况下，b可能为标量值。
[0028]
根据本发明的一个实施例，通过(h
t
h)-1ht
g确定至少一个参数的最佳拟合b。
[0029]
在特殊情况下，当b是标量时，g和h可以是由项gn＝y[n]+y[n-2]和hn＝y[n-1]组成的向量，并且y[n]是时间步长n处的电流值。然而，还可以使用用于确定最佳拟合的其他统计技术。最小均方确定可以具有以下优点：当确定另一测量值y[n]时，可以通过将其他被加数与h
t
g和h
t
h相加来以递归方式确定至少一个参数。无需存储各个测量值。
[0030]
根据本发明的一个实施例，至少一个参数包括滤波电路的电容器的电容。该方法可以用于确定滤波电路的主电容，该滤波电路可以是与逆变器结合使用的转换器设备的输入滤波器单元(ifu)，该ifu可以是转换器设备的有源前端(afe)。目的可能是要确定主电容器是否处于健康状态，因此操作转换器设备很安全。
[0031]
根据本发明的一个实施例，该方法还包括：在切换到活动状态之前，将逆变器切换到零状态，在该零状态中，滤波电路的第一相和第二相是与同一相断开连接或连接到同一电位中的至少一个，至少一个参数针对滤波电路的第一相和第二相来确定。这样，滤波电路和逆变器可以进入所定义的静止状态，其中没有电流或几乎没有电流正在流动。前两个相的零状态可以被实现为[nc,nc,nc]或[1,1,1]或[0,0,0]或[-1,-1,-1]，其中nc未连接，1连接到dc链路的正侧，0连接到中性点，并且-1连接到dc链路的负侧。
[0032]
根据本发明的一个实施例，该方法还包括：在切换到活动状态之前，为dc链路充电。dc链路可以在可选地切换到零状态之前和在活动状态中切换之后被充电。这可以通过转换器设备的附加充电器来完成。dc链路可以被充电到如在常规操作中使用的不同电平。
[0033]
根据本发明的一个实施例，该方法还包括：在切换到活动状态之前，断开为转换器设备供电的电网与滤波电路之间的断路器。当电网与滤波电路断开连接时，例如，当电网与滤波电路之间的断路器断开时，可以执行该方法。过了相当长的时间(例如，在关断转换器设备之后)才可以断开断路器。当确定至少一个参数表明滤波电路是健康的时，可以仅闭合断路器。在闭合断路器之前，可以自动运行该方法。
[0034]
根据本发明的一个实施例，滤波电路针对每个相包括电感器和电容器，该电感器连接到相中，并且电容器将相连接到公共点或将两个相互联。电容器可以是星形连接的或三角形连接的。
[0035]
根据本发明的一个实施例，该方法还包括：定期确定至少一个参数。例如，当启动转换器设备时，可以自动确定至少一个参数。
[0036]
根据本发明的一个实施例，该方法还包括：每次被确定时，存储至少一个参数，从而产生指示滤波电路的部件的退化的至少一个参数的历史。至少一个参数可以与时间一起
被存储在转换器设备的控制器的存储器中。例如，当至少一个参数包括滤波电路的电容器的电容时，该参数可以随时间衰减，由此看来，当必须更换电容器时，可以确定未来的时间。
[0037]
根据本发明的一个实施例，该方法还包括：根据至少一个参数的历史预测滤波电路的部件的寿命。至少一个参数的历史可以外推到未来。当至少一个参数在未来超过阈值时，则这可以指示寿命的结束。一般而言，历史可以用于监测随时间的参数退化。随时间的退化可以用于预测部件寿命和/或发出警告。
[0038]
根据本发明的一个实施例，该方法还包括：在闭合转换器设备的断路器之前，自动确定至少一个参数。如已经所提及的，在启动转换器设备时，可以自动执行该方法，用于测试滤波电路是否是健康的。必须注意，该方法可以在断开断路器的情况下被执行，因此尤其适合于这种测试。
[0039]
根据本发明的一个实施例，该方法还包括：当至少一个参数超过阈值时，输出警告消息。警告可以指示维护必须很快完成。
[0040]
根据本发明的一个实施例，该方法还包括：当至少一个参数超过阈值时，阻止操作转换器设备。当至少一个参数指示滤波电路不健康时，该方法还可以用于自动停止启动转换器设备。
[0041]
本发明的另一方面涉及一种计算机程序，包括指令，这些指令当由处理器执行时，使得处理器执行如本文中所描述的方法。这种计算机程序可以被存储在转换器设备的控制器的存储器中和/或可以在转换器设备的处理器中运行。
[0042]
本发明的另一方面涉及一种计算机可读介质，在该计算机可读介质中，存储这种计算机程序。计算机可读介质可以是硬盘、usb(通用串行总线)存储设备、ram(随机存取存储器)、rom(只读存储器)、eprom(可擦除可编程只读存储器)或flash存储器。计算机可读介质还可以是数据通信网络，例如，因特网，该数据通信网络允许下载程序代码。一般而言，计算机可读介质可以是非暂态介质或暂态介质。例如，转换器设备的控制器的存储器可以是这样的计算机可读介质。
[0043]
本发明的另一方面涉及一种用于转换器设备的控制器，适于执行如本文中所描述的方法。该方法可以至少部分以硬件(例如，rpga)实现。
[0044]
一般而言，控制器可以适于控制逆变器和可选的另一转换器的半导体开关的状态，分析所得的逆变器和/或滤波器电流，并且基于最佳拟合方法来确定滤波电路的至少一个参数。这可能意味着发现了使描述预期电路电流的方程(即，差分方程)的最小平方误差最小的一个或多个参数。
[0045]
本发明的另一方面涉及一种转换器设备，包括滤波电路、连接到滤波电路的逆变器、由逆变器提供的dc链路、以及适于执行如本文中所描述的方法的控制器。
[0046]
控制器还可以适于控制逆变器以将来自滤波电路的ac电流转换为要供应给dc链路的dc电流。可以控制逆变器作为有源整流器。
[0047]
该转换器设备还可以包括一个或多个其他逆变器，该一个或多个其他逆变器连接到dc链路用于为一个或多个电机供电。该控制器还可以适于用于控制该其他转换器以便将来自dc链路的dc电流转换为要供应给一个或多个电机的ac电流。可替代地或附加地，一个或多个其他逆变器可以连接到其他电气系统，诸如微电网、具有不同频率的电网、电气负载、或这些的组合。
[0048]
转换器设备还可以包括变压器，用于将来自电网的电压变换为要供应给电气滤波器的不同幅度的电压。变压器可以互连在电网与滤波电路之间。变压器也可以在初级绕组和次级绕组上具有相同的电压。
[0049]
转换器设备还可以包括dc链路充电器，用于为dc链路充电。控制器可以适于控制dc链路充电器，以从另一功率源(诸如连接到电网的另一变压器)为dc链路充电。
[0050]
转换器设备可以还包括断路器，该断路器可以互连在电网与滤波电路之间。此外，控制器可以控制断路器。
[0051]
转换器设备还可以包括电流测量设备，该电流测量设备可以适于感测逆变器电流和/或滤波电路与逆变器设备之间的电流。
[0052]
应当理解，以上和以下所描述的方法的特征可以是以上和以下所描述的计算机程序、计算机可读介质、控制器和转换器设备的特征，反之亦然。
[0053]
参考以下所描述的实施例，本发明的这些和其他方面将变得显而易见。
附图说明
[0054]
将在以下文本中参考在附图中示出的示例性实施例对本发明的主题进行更详细的解释。
[0055]
图1示出了根据本发明的实施例的转换器设备的示意图。
[0056]
图2示出了根据本发明的实施例的转换器设备的滤波电路的示意性电路图。
[0057]
图3示出了根据本发明的另一实施例的转换器设备的滤波电路的示意性电路图。
[0058]
图4示出了根据本发明的另一实施例的转换器设备的逆变器的示意性电路图。
[0059]
图5示出了根据本发明的实施例的转换器设备的逆变器支路的示意性电路图。
[0060]
图6示出了根据本发明的另一实施例的转换器设备的逆变器支路的示意性电路图。
[0061]
图7示出了根据本发明的另一实施例的转换器设备的滤波电路的等效电路。
[0062]
图8示出了根据本发明的另一实施例的方法的流程图。
[0063]
附图中使用的附图标记及其含义以概括形式列举在附图标记列表中。原则上讲，相同的部件在附图中具有相同的附图标记。
具体实施方式
[0064]
图1示出了转换器设备10，该转换器设备10包括断路器12、变压器14、滤波电路16、逆变器或有源整流器18、dc链路20和另一逆变器22。通过电网24向变压器14供应ac电流。另一逆变器22向电机26供应不同电压和频率的另一ac电流。部件12、14、16、18、20、22级联连接。转换器设备10具有三个相a、b、c。
[0065]
转换器设备10还包括dc链路充电器28，用于为dc链路20充电，具体地，为其一个或多个电容器充电。可以经由连接到电网24的另一变压器为dc链路充电器28供电。
[0066]
电流传感器30被配置为用于感测滤波电路16与逆变器18之间的逆变器电流。
[0067]
此外，转换器设备10的控制器32被配置为用于控制有源部件12、18、22、28。
[0068]
在正常操作期间，断路器12被闭合，控制逆变器18以将来自滤波电路16的ac电流转换为要供应给dc链路20的dc电流，并且控制另一逆变器22以将来自dc链路20的dc电流转
换为要供应给电机26的ac电流。
[0069]
在关断操作期间，停止逆变器18和22并且断开断路器12。
[0070]
在启动操作期间，使用充电器28为dc链路20充电，如上文和下文所描述的，确定滤波电路16的健康状态。如果滤波电路16健康，则闭合断路器12并且启动正常操作。
[0071]
图2示出了滤波电路16的实施例。在每个相a、b、c中互连一个或多个电感器34。每个相a、b、c经由电容器36与公共点38连接。该点可以是浮动的，或直接或通过无源部件网络连接到地或中性点。
[0072]
图3示出了滤波电路16的另一实施例。与图2相反，每个相对a、b、c经由电容器36互连，因此它们是三角形连接的。
[0073]
图4示出了逆变器18的实施例。逆变器18包括三个逆变器支路40，其中每个逆变器支路具有中点42，该中点42连接到相a、b、c中的一个相。逆变器支路40的外端连接到dc链路20的正侧44和负侧46。
[0074]
图5示出了半桥形式的两电平逆变器支路40，该两电平逆变器支路40包括两个半导体开关48，该两个半导体开关48串联连接在dc链路20的两侧44、46之间并且在它们之间提供中点42。
[0075]
图6示出了中性点箝位h桥形式的三电平逆变器支路40，该三电平逆变器支路40包括四个半导体开关48，该四个半导体开关48串联连接在dc链路20的两侧44、46之间。中点42设在两个内部开关48之间。中性点50经由两个二极管52与外部开关和内部开关48之间的中间点54连接。中性点50连接到分离式dc链路20的中点，该分离式dc链路20包括两个串联连接的电容器56。
[0076]
与此相反，图5的dc链路20包括单个电容器56，该单个电容器56连接到侧44、46。
[0077]
图7示出了如图2所示的滤波电路16的相中的一个相的等效电路，该等效电路用于描述如何为滤波电路16导出离散传递函数。一般而言，还可以从图3所示的滤波电路16或任何其他无源滤波电路导出这种离散传递函数。
[0078]
图7的等效图是指滤波电路16的一部分，该部分在逆变器18的特定活动状态中连接到dc链路20，其中滤波电路16的相中的一个相连接到dc链路20的正侧44，并且相中的另一相连接到dc链路的负侧46。
[0079]
当断路器12断开时，将通过滤波电路16的逆变器电流描述为逆变器电压的函数的传递函数由下式给出：
[0080][0081]
其中l＝l1+l2是两个电感l1和l2之和。注意，对于该传递函数g(s)，忽略等效电阻r，但是可以包括等效电阻r。用于其他类型的滤波电路16的传递函数也具有以s为单位的分数多项式的形式。
[0082]
使用双线性近似和采样时间ts对传递函数进行离散化会得出：
[0083]
[0084]
其中
[0085][0086]
a1＝0
[0087][0088][0089]
b2＝1
[0090]
离散传递函数g(z)可以被写为差分方程，该差分方程将时间步长n处的逆变器电流y[n]描述为逆变器电压u[n]的函数：
[0091]
y[n]＝-b1y[n-1]-b2y[n-2]+a0u[n-1]+a1u[n-2]+a2u[n+2]
[0092]
逆变器电压u[n]被置为零后，等待两次或更多次的采样次数ts，输入项u[n-1]、u[n-2]、u[n+2]为零，并且可以被忽略。使用根据上文的b2的定义和重新排列，由此得出：
[0093]
0＝y[n]+y[n-2]+b1y[n-1]
[0094]
注意，上面的表达式对所有n个样品都有效。具体地，对n个样品，我们可以写出：
[0095]
0＝y[n]+y[n-2]+b1y[n-1]
[0096]
0＝y[n-1]+y[n-3]+b1y[n-2]
[0097]
0＝y[n-2]+y[n-4]+b1y[n-3]
[0098]
0＝y[n-3]+y[n-5]+b1y[n-4]
[0099][0100]
0＝y[n-n+1]+y[n-n-1]+b1y[n-n]
[0101]
或以向量形式写出：
[0102]
g+hb1＝0
[0103]
一般而言，即，对于更一般的传递函数，h是n
×
p矩阵，b1是长度为p的向量，g是长度为n的向量。注意，该差分方程组是超定方程组。参数b1的最佳拟合由下式给出：
[0104]
b1＝(h
t
h)-1htg[0105]
图8示出了例如在转换器设备10的启动期间由控制器32自动执行和/或定期执行的方法的流程图。
[0106]
在步骤s10中，确保为dc链路20充电并且断路器12断开。可以使用充电器28为dc链路20充电。在转换器设备10的最后关断期间，可能已经断开断路器12。
[0107]
在步骤s10结束时，向逆变器18施加零向量以使滤波电路16和逆变器18的组合进入零状态，并且等待逆变器电流变小，诸如小于逆变器标称电流的1％。可以使用电流传感器30测量实际逆变器电流。
[0108]
零状态可以是其中滤波电路16的相a、b、c连接到同一电位，诸如正侧44、负侧46或中性点50。施加到逆变器的零向量可以被指示为[1,1,1]、[0,0,0]、[-1,-1,-1]。
[0109]
在步骤s12中，逆变器18被切换到活动状态，在该活动状态中，逆变器18的第一逆变器支路40将滤波电路16的第一相(诸如a)与dc链路20的正侧44连接，并且逆变器18的第
二逆变器支路40将滤波电路16的第二相(诸如b)与dc链路20的负侧46连接。
[0110]
由逆变器18施加以实现活动状态的相a和b的开关向量可以被指示为[1；-1；0]或[1,-1,nc]。
[0111]
可以施加开关向量50μs，在此期间，电流流过滤波电路并且部分为滤波电容器充电。
[0112]
此后，逆变器18被切换到(可能是第二类型的)零状态，在该零状态中，逆变器18的两个或更多个逆变器支路40将滤波电路16的两个或更多个相连接到dc链路20的同一电压电位，诸如dc链路20的正侧44或负侧46。对于第二类型的零状态，可以将第二类型的零向量应用于逆变器18。第二类型的零向量可能与在步骤s10中应用的第一类型的零向量不同。例如，第二类型的零向量可能为[1,1,nc]、[0,0,nc]、[-1,-1,nc]。
[0113]
当逆变器处于零状态时，可以通过以多个连续时间步长测量通过滤波电路16的电流来生成电流值的时间序列y。
[0114]
时间序列y包括时间步长n处的逆变器电流的测量值y[n]。
[0115]
在步骤s14中，评估所测量的电流数据，即，时间序列y。具体地，通过根据滤波电路16的差分方程计算至少一个参数b的最佳拟合来确定滤波电路16的至少一个参数b，电流值的时间序列y被输入到该差分方程。
[0116]
如上文所描述的，差分方程是不同时间步长n、n-1、
……
处的电流值和至少一个参数b的函数。具体地，差分方程组具有以下形式：
[0117]
g+hb＝0
[0118]
差分方程等于时间步长n处的电流值y[n]加上先前时间步长处的电流值y[n]、y[n-1]、
……
乘以滤波电路16的参数b。参数b可以以向量形式提供，然而还可以是标量。
[0119]
g和h是在不同时间点由时间序列的电流值的线性组合形成的向量，诸如
[0120]
和
[0121]
可以通过以下方式确定至少一个参数b的最佳拟合：
[0122]
b＝(h
t
h)-1htg[0123]
注意，可以以递归方式实现该方程，而无需在缓冲器中存储若干测量y[n]。
[0124]
可以根据参数b确定例如滤波电路16的电容器36的电容c。例如，对于上面的示例，电容c可以使用以下方程检索电容c：
[0125][0126]
在步骤s16中，可以再次等待电流变小，并且对于其他相对(诸如(b、c)和(a、c))重复该确定。可以对这些对重复步骤s12和s14。在这些步骤中，活动向量[0；1；-1]和[-1；0；1](或[nc；1；-1]和[-1；nc；1]可以应用于逆变器18。
[0127]
最后，针对每个相对，提供两个有效相的平均参数b的估算。
[0128]
在步骤s18中，可以执行对参数b的后处理。通过这样的后处理，可以确保所有相a、
b、c具有大致相同的参数和/或参数b接近期望值。
[0129]
例如，当至少一个参数b超过阈值时，可以输出警告消息。作为另一示例，当与至少一个参数b的期望参数值的偏差超过阈值时，可以阻止操作转换器设备10。
[0130]
还可以在每次确定至少一个参数b时，例如，每次启动时，存储至少一个参数b。这样，产生至少一个参数b的历史，该历史可以指示滤波电路16的部件34、36的退化。根据这种历史，可以预测滤波电路16的部件34、36的寿命。
[0131]
总之，该方法可以用于评价滤波电路16(诸如逆变器滤波器单元)的电容器36的健康。整个方法可能花费不到一秒。可以施加约50μs的短逆变器电压脉冲，并且所得的逆变器电流可以用于确定电容器36的值c。如果所辨识的电容c与标称电容相差太多，则可能生成警告或故障。当逆变器在正常操作模式下操作时，所提出的方法可能需要非常少的能量，诸如暂时存储在滤波电路16的每个电容器36中的能量的约5％。
[0132]
虽然已经在附图和前面的描述中对本发明进行了详细说明和描述，但是这样的说明和描述应被认为是说明性或示例性的而非限制性的；本发明不限于所公开的实施例。通过研究附图、公开内容和所附权利要求，本领域技术人员和实践所要求保护的发明可以理解和实现所公开的实施例的其他变型。在权利要求中，词语“包括”不排除其他元件或步骤，并且不定冠词“一”或“一个”不排除多个。单个处理器或控制器或其他单元可以实现权利要求中所述的若干项的功能。在相互不同的从属权利要求中叙述某些措施的事实并不表示不能有利地使用这些措施的组合。权利要求中的任何附图标记不应解释为限制范围。
[0133]
附图标记列表
[0134]
10转换器设备
[0135]
12断路器
[0136]
14变压器
[0137]
16滤波电路
[0138]
18逆变器/有源整流器
[0139]
20dc链路
[0140]
22其他逆变器
[0141]
24电网
[0142]
26电机
[0143]
a、b、c相
[0144]
28dc链路充电器
[0145]
30电流传感器
[0146]
32控制器
[0147]
34电感器
[0148]
36电容器
[0149]
38公共点
[0150]
40逆变器支路
[0151]
42中点
[0152]
44正侧
[0153]
46负侧
[0154]
48半导体开关
[0155]
50中性点
[0156]
52二极管
[0157]
54中间点
[0158]
56dc链接电容器
[0159]
l1等效电感
[0160]
l2等效电感
[0161]
r等效电阻
[0162]
c等效电容
[0163]
b参数
[0164]
y逆变器电流测量值的时间序列

技术特征：
1.一种用于确定转换器设备(10)的滤波电路(16)的至少一个参数(b)的方法，所述转换器设备(10)包括所述滤波电路(16)、dc链路(20)和有源整流器(18)，所述有源整流器(18)互连在所述滤波电路(16)与所述dc链路(20)之间，所述方法包括：将所述有源整流器(18)切换到活动状态，在所述活动状态中，所述有源整流器(18)的第一有源整流器支路(40)将所述滤波电路(16)的第一相与所述dc链路(20)的正侧(44)连接，并且所述有源整流器(18)的第二有源整流器支路(40)将所述滤波电路(16)的第二相与所述dc链路(20)的负侧(46)连接；此后，将所述有源整流器(18)切换到零状态，在所述零状态中，所述有源整流器(18)的两个或更多有源整流器支路(40)将所述滤波电路(16)的两个或更多相连接到所述dc链路(20)的同一电压电位；通过以多个连续时间步长测量通过所述滤波电路(16)的电流来确定电流值的时间序列(y)；通过根据所述滤波电路(16)的差分方程计算所述至少一个参数(b)的最佳拟合来确定所述滤波电路(16)的所述至少一个参数(b)，所述电流值的时间序列被输入到所述差分方程中，其中所述差分方程是不同时间步长处的电流值和所述至少一个参数(b)的函数。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述差分方程等于时间步长n处的电流值加上先前时间步长处的电流值乘以所述滤波电路(16)的参数。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述差分方程的形式为g+hb＝0；其中g是向量，并且h是由不同时间点处的所述时间序列的电流值的线性组合形成的矩阵；其中b是由所述至少一个参数形成的向量。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中针对所述至少一个参数的所述最佳拟合b由b＝(h
t
h)-1
h
t
g来确定，其中g和h是由项g
n
＝y[n]+y[n-2]和h
n
＝y[n-1]组成的向量，并且y[n]是所述时间步长n处的所述电流值。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述至少一个参数(b)包括所述滤波电路的电容器(36)的电容(c)。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括：在切换到所述活动状态之前，将所述有源整流器(18)切换到零状态，在所述零状态中，所述滤波电路(16)的所述第一相和所述第二相是与同一电位断开连接或连接到同一电位中的至少一个，所述至少一个参数(b)针对所述滤波电路(16)的所述第一相和所述第二相来确定。7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括：在切换到所述活动状态之前，为所述dc链路(20)充电；和/或在切换到所述活动状态之前，断开为所述转换器设备(10)供电的电网(24)与所述滤波电路(16)之间的断路器(12)。8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，
其中所述第一有源整流器支路(40)和所述第二有源整流器支路(40)是两电平有源整流器支路；或其中所述第一有源整流器支路(40)和所述第二有源整流器支路(40)是中性点箝位的。9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述滤波电路(16)针对每个相包括电感器(34)和电容器(36)，所述电感器(34)连接到所述相中，所述电容器(36)将相连接到公共点(38)或将两个相彼此互连。10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括：定期确定所述至少一个参数(b)；每次被确定时，存储所述至少一个参数(b)，从而产生指示所述滤波电路(16)的部件(34，36)的退化的所述至少一个参数(b)的滤波电路历史；根据所述至少一个参数(b)的所述历史来预测所述滤波电路(16)的部件(34，36)的寿命。11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括：在所述转换器设备(10)的断路器(12)闭合之前，自动确定所述至少一个参数(b)；和/或当所述至少一个参数(b)超过阈值时，输出警告消息；和/或当所述至少一个参数(b)超过阈值时，阻止所述转换器设备(10)的操作。12.一种计算机程序，包括指令，所述指令当由根据权利要求14所述的控制器的处理器执行时，使得所述处理器执行根据前述权利要求中任一项所述的方法。13.一种计算机可读介质，在所述计算机可读介质中，存储根据权利要求12所述的计算机程序。14.一种用于转换器设备(10)的控制器(32)，所述控制器包括存储器和处理器，并且适用于执行根据权利要求1至11中任一项所述的方法，具体地，用于控制所述转换器设备(10)的有源整流器(18)的半导体开关的状态，分析所得的有源整流器和/或滤波器电流，并且基于最佳拟合方法来确定所述转换器设备(10)的滤波电路(16)的至少一个参数(b)。15.一种转换器设备(10)，包括：滤波电路(16)；有源整流器(18)，连接到所述滤波电路(16)；dc链路(20)，由所述有源整流器(18)供电；根据权利要求14所述的控制器(32)。

技术总结
一种转换器设备(10)包括滤波电路(16)、DC链路(20)和有源整流器(18)，该有源整流器(18)互连在滤波电路(16)与DC链路(20)之间。一种用于确定滤波电路(16)的至少一个参数(b)的方法包括：将有源整流器(18)切换到活动状态，在该活动状态中，有源整流器(18)的第一有源整流器支路(40)将滤波电路(16)的第一相与DC链路(20)的正侧(44)连接，并且有源整流器(18)的第二有源整流器支路(40)将滤波电路(16)的第二相与DC链路(20)的负侧(46)连接；通过以多个连续时间步长测量通过滤波电路(16)的电流来确定电流值的时间序列(y)；以及通过根据滤波电路(16)的差分方程计算至少一个参数(b)的最佳拟合来确定滤波电路(16)的至少一个参数(b)，电流值的时间序列被输入到该差分方程中，其中该差分方程是不同时间步长处的电流值和至少一个参数(b)的函数。一个参数(b)的函数。一个参数(b)的函数。


技术研发人员：爱德华多
受保护的技术使用者：ABB瑞士股份有限公司
技术研发日：2021.12.17
技术公布日：2023/10/5