CN109582071B - 母线电压校准方法和设备以及计算机可读存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种母线电压校准方法和设备以及计算机可读存储介质，用于分布式变流系统，所述母线电压校准方法包括：获取分布式变流系统的各子系统的母线电压值；根据各子系统的母线电压值确定校准电压值；根据各子系统的母线电压值与所述校准电压值确定各子系统的电压校准系数；将各子系统的电压校准系数发送至各子系统，以便对各子系统的母线电压值进行校准。根据本发明的实施例的用于分布式变流系统的母线电压校准方法和设备，通过向各子系统发送电压校准系数来使各子系统的母线电压值校准为相同的电压值，有利于提高分布式变流系统的稳定性和可靠性，可避免制动单元子系统因为母线电压偏差导致误启动或延迟启动的情况。

Description

母线电压校准方法和设备以及计算机可读存储介质
技术领域
本发明涉及变流控制领域，具体地讲，涉及一种母线电压校准方法和设备以及计算机可读存储介质。
背景技术
目前分布式变流系统包括多个子系统，例如网侧子系统、机侧子系统和制动单元子系统。这些子系统通过独立的采集回路来采集母线电压。各自子系统的采集点在母线的不同位置。例如，网侧子系统的采集点在模块内部，机侧子系统的采集点在模块内部，制动单元子系统的采集点在制动单元与母线的连接处。由于各子系统的电压采集回路器件独立、采集点的位置不同、变流系统铜排有压降等原因，各个子系统的采集到的母线电压有着不同程度的偏差。而母线电压值作为变流器分布式系统中非常重要的参量，各个子系统的采集到的母线电压值不一样，将会导致网侧、机侧子系统主要参数控制跟踪不好，制动单元误启动或者延缓启动，情况严重会导致系统控制发散，影响变流运行，失效器件等。
发明内容
本发明的目的在于提供一种母线电压校准方法和设备以及计算机可读存储介质，以解决现有的分布式变流系统的各子系统的母线电压之间存在偏差的问题。
本发明的一方面提供一种母线电压校准方法，用于分布式变流系统，母线电压校准方法包括：获取分布式变流系统的各子系统的母线电压值；根据各子系统的母线电压值确定校准电压值；根据各子系统的母线电压值与所述校准电压值确定各子系统的电压校准系数；将各子系统的电压校准系数发送至各子系统，以便对各子系统的母线电压值进行校准。
可选地，所述电压校准系数为霍尔变比目标值，其中，所述根据各子系统的母线电压值与所述校准电压值确定各子系统的电压校准系数的步骤包括：根据各子系统的母线电压值、所述校准电压值以及霍尔变比常量确定各子系统的霍尔变比目标值。
可选地，对于任一子系统，确定霍尔变比目标值的步骤包括：根据所述任一子系统的母线电压值与所述校准电压值确定所述任一子系统的补偿电压，根据所述任一子系统的母线电压值与霍尔变比常量的商以及所述任一子系统的补偿电压确定所述任一子系统的霍尔变比补偿系数，将所述任一子系统的霍尔变比补偿系数与霍尔变比常量的和作为所述任一子系统的霍尔变比目标值。
可选地，所述根据所述任一子系统的母线电压值与霍尔变比常量的商以及所述任一子系统的补偿电压确定所述任一子系统的霍尔变比补偿系数的步骤包括：将所述任一子系统的补偿电压除以所述商得到所述任一子系统的霍尔变比补偿系数。
可选地，所述根据各子系统的母线电压值确定校准电压值的步骤包括：将各子系统的母线电压值中的中值或平均值作为校准电压值；或者，将各子系统的母线电压值中差值最小的两个母线电压值的平均值作为校准电压值。
可选地，还包括：确定各子系统的母线电压值之间的差值，并且当各子系统的母线电压值之间的差值在预定范围之外时，提示母线电压异常。
本发明的另一方面提供一种母线电压校准设备，用于分布式变流系统，所述母线电压校准设备包括：通信单元，用于获取分布式变流系统的各子系统的母线电压值，并将各子系统的电压校准系数发送至各子系统，以便对各子系统的母线电压值进行校准；处理器，用于根据所述通信单元获取的母线电压值确定校准电压值，根据各子系统的母线电压值与所述校准电压值确定各子系统的电压校准系数，并将所述电压校准系数发送至所述通信单元。
可选地，所述电压校准系数为霍尔变比目标值，其中，处理器被配置为根据各子系统的母线电压值、所述校准电压值以及霍尔变比常量确定各子系统的霍尔变比目标值。
可选地，处理器包括：补偿电压确定模块，用于根据任一子系统的母线电压值与所述校准电压值确定所述任一子系统的补偿电压；补偿系数确定模块，用于根据所述任一子系统的母线电压值与霍尔变比常量的商以及所述任一子系统的补偿电压确定所述任一子系统的霍尔变比补偿系数；目标值确定模块，用于将所述任一子系统的霍尔变比补偿系数与霍尔变比常量的和作为所述任一子系统的霍尔变比目标值。
可选地，补偿系数确定模块被配置为将所述任一子系统的补偿电压除以所述商得到所述任一子系统的霍尔变比补偿系数。
可选地，处理器被配置为将各子系统的母线电压值中的中值或平均值作为校准电压值；或者，将各子系统的母线电压值中差值最小的两个母线电压值的平均值作为校准电压值。
可选地，所述母线电压校准设备集成设置在变流控制器中。
本发明的另一方面还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有当被处理器执行时使得处理器执行如上所述的母线电压校准方法的程序指令。
根据本发明的实施例的用于分布式变流系统的母线电压校准方法和设备，通过向各子系统发送电压校准系数来使各子系统的母线电压值校准为相同的电压值，有利于提高分布式变流系统的稳定性和可靠性，可避免制动单元子系统因为母线电压偏差导致误启动或延迟启动的情况。此外，通过对各子系统计算母线电压值的过程中用到的霍尔变比常量进行校准来校准各子系统的母线电压值，可减少计算步骤，提高计算效率。
将在接下来的描述中部分阐述本发明另外的方面和/或优点，还有一部分通过描述将是清楚的，或者可以经过本发明的实施而得知。
附图说明
通过下面结合附图进行的详细描述，本发明的上述和其它目的、特点和优点将会变得更加清楚，其中：
图1是示出根据本发明的实施例的用于分布式变流系统的母线电压校准方法的流程图；
图2是示出根据本发明的实施例的用于分布式变流系统的母线电压校准设备的框图；
图3示出根据本发明的实施例的处理器的框图。
具体实施方式
下面参照附图详细描述本发明的实施例。
图1是示出根据本发明的实施例的用于分布式变流系统的母线电压校准方法的流程图。所述母线电压校准方法可由分布式变流系统中具有计算控制功能的任一设备来执行，例如各子系统的控制器，优选为变流控制器。
在S10，获取分布式变流系统的各子系统的母线电压值。
这里，为了避免母线电压校准对分布式变流系统的控制产生影响，优选为在分布式变流系统处于稳态时述获取各子系统的母线电压值。
分布式变流系统的子系统可包括网侧子系统、机侧子系统和制动单元子系统。各子系统都独立采集母线电压并计算母线电压值以用于各子系统的控制，对分布式变流系统的稳定性有及其重要的作用。例如，在网侧子系统中，母线电压值是比例积分控制(PI控制)算法产生有功参考电流的重要参数，其稳定程度直接影响网侧系统的电流输出及跟踪。在机侧子系统中，母线电压值是脉冲宽度调制(PWM)输出脉冲时间占空比的重要参数，其稳定性直接影响绝缘栅双极型晶体管(IGBT)的开通时间。在制动单元子系统中，母线电压是比例控制(P控制)算法产生有功参考电流的重要参数，其稳定程度对系统内所有功率器件避免直流过压而失效起到关键性保护作用。
在S10可通过各种通信方式来从各子系统获取各子系统计算得到的母线电压值，例如，可通过控制器局域网络(CAN)总线来从子系统获取母线电压值。
在S20，根据各子系统的母线电压值确定校准电压值。
所述校准电压值是指对各子系统的母线电压值进行校准后期望得到电压值。
在S20，可确定各子系统的母线电压值之间的差值，确定各子系统的母线电压值之间的差值是否在预定范围内。
当各子系统的母线电压值之间的差值在预定范围之外时，可提示母线电压异常，从而用户可根据提示来查看故障，降低器件失效率。
当各子系统的母线电压值之间的差值在预定范围之内时，根据各子系统的母线电压值确定校准电压值。
这里，可通过各种方法来根据各子系统的母线电压值确定校准电压值。例如，在各子系统的母线电压值中查找中值，并将各子系统的母线电压值中的中值作为校准电压值。
或者，确定各子系统的母线电压值的平均值，将确定的平均值作为校准电压值。
或者，确定各子系统的母线电压值中任意两个母线电压值的差值，查找差值最小的两个母线电压值，确定差值最小的两个母线电压值的平均值，将确定的平均值作为校准电压值。
在S30，根据各子系统的母线电压值与所述校准电压值确定各子系统的电压校准系数。在S40，将各子系统的电压校准系数发送至各子系统，以便对各子系统的母线电压值进行校准。
所述电压校准系数用于校准各子系统的母线电压值。也就是说，各子系统可根据电压校准系数将各子系统的母线电压值校准为上述的校准电压值。各子系统在接收到电压校准系数后，可根据电压校准系数来对母线电压值进行校准。
在一个实施例中，所述电压校准系数可以是直接对各子系统计算得到的母线电压值进行校准的系数。也就是说，各子系统在接收到电压校准系数后，可根据电压校准系数以及计算得到的母线电压值来的得到校准后的母线电压值。
在另一个优选的实施例中，所述电压校准系数也可以是通过对各子系统计算母线电压值的过程中用到的过程量进行校准的系数。例如，所述电压校准系数可以是对计算母线电压值的过程中用到的霍尔变比常量进行校准的系数(以下称霍尔变比目标值)。该霍尔变比目标值是对霍尔变比常量进行校准后的值。
各子系统在接收到霍尔变比目标值后，在每次计算母线电压时，将霍尔传感器检测到的值与霍尔变比目标值相乘即可得到校准后的母线电压值，而无需在每次计算母线电压值时都进行一次校准，这样可减少计算步骤，计算效率更高。
这里，可根据各子系统的母线电压值、校准电压值以及霍尔变比常量确定各子系统的霍尔变比目标值。
具体说来，可通过以下步骤来确定任一子系统的霍尔变比目标值：根据所述任一子系统的母线电压值与校准电压值确定所述任一子系统的补偿电压，根据所述任一子系统的母线电压值与霍尔变比常量的商以及所述任一子系统的补偿电压确定所述任一子系统的霍尔变比补偿系数，将所述任一子系统的霍尔变比补偿系数与霍尔变比常量的和作为所述任一子系统的霍尔变比目标值。
这里，可将校准电压值与所述任一子系统的母线电压值的差作为所述任一子系统的补偿电压。将所述任一子系统的补偿电压除以所述任一子系统的母线电压值与霍尔变比常量的商得到所述任一子系统的霍尔变比补偿系数。
图2是示出根据本发明的实施例的用于分布式变流系统的母线电压校准设备的框图。所述母线电压校准设备可以被集成在分布式变流系统中具有计算控制功能的任一设备中，例如各子系统的控制器，优选为变流控制器。
参考图2，根据本发明的实施例的用于分布式变流系统的母线电压校准设备包括通信单元10和处理器20。
通信单元10用于获取分布式变流系统的各子系统的母线电压值。
这里，为了避免母线电压校准对分布式变流系统的控制产生影响，优选为在分布式变流系统处于稳态时述获取各子系统的母线电压值。
分布式变流系统的子系统可包括网侧子系统、机侧子系统和制动单元子系统。各子系统都独立采集母线电压并计算母线电压值以用于各子系统的控制，对分布式变流系统的稳定性有及其重要的作用。例如，在网侧子系统中，母线电压值是PI控制算法产生有功参考电流的重要参数，其稳定程度直接影响网侧系统的电流输出及跟踪。在机侧子系统中，母线电压值是PWM输出脉冲时间占空比的重要参数，其稳定性直接影响IGBT的开通时间。在制动单元子系统中，母线电压是P控制算法产生有功参考电流的重要参数，其稳定程度对系统内所有功率器件避免直流过压而失效起到关键性保护作用。
通信单元10可通过各种通信方式来从各子系统获取各子系统计算得到的母线电压值，例如，可通过CAN总线来从子系统获取母线电压值。
处理器20用于根据各子系统的母线电压值确定校准电压值。
所述校准电压值是指对各子系统的母线电压值进行校准后期望得到电压值。
处理器20可确定各子系统的母线电压值之间的差值，确定各子系统的母线电压值之间的差值是否在预定范围内。
当各子系统的母线电压值之间的差值在预定范围之外时，处理器20还可提示母线电压异常，从而用户可根据提示来查看故障，降低器件失效率。
当各子系统的母线电压值之间的差值在预定范围之内时，处理器20根据各子系统的母线电压值确定校准电压值。
这里，处理器20可通过各种方法来根据各子系统的母线电压值确定校准电压值。例如，在各子系统的母线电压值中查找中值，并将各子系统的母线电压值中的中值作为校准电压值。
或者，处理器20确定各子系统的母线电压值的平均值，将确定的平均值作为校准电压值。
或者，处理器20确定各子系统的母线电压值中任意两个母线电压值的差值，查找差值最小的两个母线电压值，确定差值最小的两个母线电压值的平均值，将确定的平均值作为校准电压值。
处理器20还被配置为根据各子系统的母线电压值与所述校准电压值确定各子系统的电压校准系数，并将各子系统的电压校准系数发送至通信单元10，通信单元10将各子系统的电压校准系数发送至各子系统以便对各子系统的母线电压值进行校准。
所述电压校准系数用于校准各子系统的母线电压值。也就是说，各子系统可根据电压校准系数将各子系统的母线电压值校准为上述的校准电压值。各子系统在接收到电压校准系数后，可根据电压校准系数来对母线电压值进行校准。
在一个实施例中，所述电压校准系数可以是直接对各子系统计算得到的母线电压值进行校准的系数。也就是说，各子系统在接收到电压校准系数后，可根据电压校准系数以及计算得到的母线电压值来的得到校准后的母线电压值。
在另一个优选的实施例中，所述电压校准系数也可以是通过对各子系统计算母线电压值的过程中用到的过程量进行校准的系数。例如，所述电压校准系数可以是霍尔变比目标值。该霍尔变比目标值是对霍尔变比常量进行校准后的值。
各子系统在接收到霍尔变比目标值后，在每次计算母线电压时，将霍尔传感器检测到的值与霍尔变比目标值相乘即可得到校准后的母线电压值，而无需在每次计算母线电压值时都进行一次校准，这样可减少计算步骤，计算效率更高。
这里，处理器20可根据各子系统的母线电压值、校准电压值以及霍尔变比常量确定各子系统的霍尔变比目标值。
具体说来，图3示出根据本发明的实施例的处理器20的框图，如图3所示，处理器20可包括补偿电压确定模块201、补偿系数确定模块202和目标值确定模块203。补偿电压确定模块201根据所述任一子系统的母线电压值与校准电压值确定所述任一子系统的补偿电压，补偿系数确定模块202根据所述任一子系统的母线电压值与霍尔变比常量的商以及所述任一子系统的补偿电压确定所述任一子系统的霍尔变比补偿系数，目标值确定模块203将所述任一子系统的霍尔变比补偿系数与霍尔变比常量的和作为所述任一子系统的霍尔变比目标值。
这里，补偿系数确定模块202可将校准电压值与所述任一子系统的母线电压值的差作为所述任一子系统的补偿电压。补偿系数确定模块202将所述任一子系统的补偿电压除以所述任一子系统的母线电压值与霍尔变比常量的商得到所述任一子系统的霍尔变比补偿系数。
根据本发明的实施例的用于分布式变流系统的母线电压校准方法和设备，通过向各子系统发送电压校准系数来使各子系统的母线电压值校准为相同的电压值，有利于提高分布式变流系统的稳定性和可靠性，可避免制动单元子系统因为母线电压偏差导致误启动或延迟启动的情况。此外，通过对各子系统计算母线电压值的过程中用到的霍尔变比常量进行校准来校准各子系统的母线电压值，可减少计算步骤，提高计算效率。
根据本发明的实施例还提供一种计算机可读存储介质。该计算机可读存储介质存储有当被处理器执行时使得处理器执行如上所述的用于分布式变流系统的母线电压校准方法的程序指令。该计算机可读记录介质是可存储由计算机系统读出的数据的任意数据存储装置。计算机可读记录介质的示例包括：只读存储器、随机存取存储器、只读光盘、磁带、软盘、光数据存储装置和载波(诸如经有线或无线传输路径通过互联网的数据传输)。计算机可读记录介质也可分布于连接网络的计算机系统，从而计算机可读代码以分布式存储和执行。此外，完成本发明的功能程序、代码和代码段可容易地被与本发明相关的领域的普通程序员在本发明的范围之内解释。
此外，根据本发明的实施例的用于分布式变流系统的母线电压校准设备的各个单元可完全由硬件来实现，例如现场可编程门阵列或专用集成电路；还可以由硬件和软件相结合的方式来实现；也可以完全通过计算机程序来以软件方式实现。
尽管已经参照其示例性实施例具体显示和描述了本发明，但是本领域的技术人员应该理解，在不脱离权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对其进行形式和细节上的各种改变。

Claims (13)

1.一种母线电压校准方法，用于分布式变流系统，其特征在于，包括：
获取分布式变流系统的各子系统的母线电压值；
根据各子系统的母线电压值确定校准电压值；
根据各子系统的母线电压值与所述校准电压值确定各子系统的电压校准系数；
将各子系统的电压校准系数发送至各子系统，以便对各子系统的母线电压值进行校准，
其中，所述电压校准系数为霍尔变比目标值，
其中，对各子系统的母线电压值进行校准的步骤包括：
通过将霍尔传感器检测到的值与霍尔变比目标值相乘来得到校准后的母线电压值。
2.根据权利要求1所述的母线电压校准方法，其特征在于，所述根据各子系统的母线电压值与所述校准电压值确定各子系统的电压校准系数的步骤包括：
根据各子系统的母线电压值、所述校准电压值以及霍尔变比常量确定各子系统的霍尔变比目标值。
3.根据权利要求2所述的母线电压校准方法，其特征在于，对于任一子系统，确定霍尔变比目标值的步骤包括：
根据所述任一子系统的母线电压值与所述校准电压值确定所述任一子系统的补偿电压，根据所述任一子系统的母线电压值与霍尔变比常量的商以及所述任一子系统的补偿电压确定所述任一子系统的霍尔变比补偿系数，将所述任一子系统的霍尔变比补偿系数与霍尔变比常量的和作为所述任一子系统的霍尔变比目标值。
4.根据权利要求3所述的母线电压校准方法，其特征在于，所述根据所述任一子系统的母线电压值与霍尔变比常量的商以及所述任一子系统的补偿电压确定所述任一子系统的霍尔变比补偿系数的步骤包括：
将所述任一子系统的补偿电压除以所述商得到所述任一子系统的霍尔变比补偿系数。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的母线电压校准方法，其特征在于，所述根据各子系统的母线电压值确定校准电压值的步骤包括：将各子系统的母线电压值中的中值或平均值作为校准电压值；或者，
将各子系统的母线电压值中差值最小的两个母线电压值的平均值作为校准电压值。
6.根据权利要求1所述的母线电压校准方法，其特征在于，还包括：确定各子系统的母线电压值之间的差值，并且当各子系统的母线电压值之间的差值在预定范围之外时，提示母线电压异常。
7.一种母线电压校准设备，用于分布式变流系统，其特征在于，包括：
通信单元，用于获取分布式变流系统的各子系统的母线电压值，并将各子系统的电压校准系数发送至各子系统，以便对各子系统的母线电压值进行校准；
处理器，用于根据所述通信单元获取的母线电压值确定校准电压值，根据各子系统的母线电压值与所述校准电压值确定各子系统的电压校准系数，并将所述电压校准系数发送至所述通信单元，
其中，所述电压校准系数为霍尔变比目标值，
其中，处理器还被配置为：
通过将霍尔传感器检测到的值与霍尔变比目标值相乘来得到校准后的母线电压值。
8.根据权利要求7所述的母线电压校准设备，其特征在于，处理器被配置为根据各子系统的母线电压值、所述校准电压值以及霍尔变比常量确定各子系统的霍尔变比目标值。
9.根据权利要求8所述的母线电压校准设备，其特征在于，处理器包括：
补偿电压确定模块，用于根据任一子系统的母线电压值与所述校准电压值确定所述任一子系统的补偿电压；
补偿系数确定模块，用于根据所述任一子系统的母线电压值与霍尔变比常量的商以及所述任一子系统的补偿电压确定所述任一子系统的霍尔变比补偿系数；
目标值确定模块，用于将所述任一子系统的霍尔变比补偿系数与霍尔变比常量的和作为所述任一子系统的霍尔变比目标值。
10.根据权利要求9所述的母线电压校准设备，其特征在于，补偿系数确定模块被配置为将所述任一子系统的补偿电压除以所述商得到所述任一子系统的霍尔变比补偿系数。
11.根据权利要求7至10中任一项所述的母线电压校准设备，其特征在于，处理器被配置为将各子系统的母线电压值中的中值或平均值作为校准电压值；或者，将各子系统的母线电压值中差值最小的两个母线电压值的平均值作为校准电压值。
12.根据权利要求7所述的母线电压校准设备，其特征在于，所述母线电压校准设备集成设置在变流控制器中。
13.一种计算机可读存储介质，存储有当被处理器执行时使得处理器执行如权利要求1至6中任意一项所述的母线电压校准方法的程序指令。
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