专利名称：一种用于光学电压互感器的保性能控制方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及光学电压互感器领域，尤其涉及一种用于基于Pockels效应的光学电压互感器的保性能控制方法及装置。
背景技术：
目前，电压互感器是电力系统中进行电能计量和继电保护的基本测量设备之一，其准确度及可靠性与电力系统的安全、可靠、经济运行密切相关。光学电压互感器具有体积小，重量轻，频率响应特性好，工作带宽高，抗电磁干扰能力强等优点，近年来受到了广泛的研究，具有良好的应用推广前景。随着电力系统向高电压大电流方向的发展，对电压互感器提出了许多更加严格的要求，这不仅要求电压互感器具有很高的测量精度，而且还要求具有好的动态特性，以实现高次谐波测量和良好的暂态响应。现有技术方案中，基于Pockels效应的块状晶体型方案是光学电压互感器目前较为成熟的方案之一，见参考文献I叶妙元，肖霞.光电互感器(一).21世纪电力系统电压电流测量的基本设备[J].广东输电与变电技术，2003，11-16。目前已有产品挂网试运行。但是该方案采用晶体、偏振器和起偏器等分立光学器件，为开放式光路，光路参数容易受温度等环境扰动的影响，难以保证长期运行的稳定性和测量精度；尤其是光源输出功率和偏振度等光路参数随温度波动以及系统中存在的噪声影响了系统的测量精度，且光源光功率长期工作后随时间的衰减导致闭环系统前向通道增益降低，以致于系统动态性能下降。总之，系统检测精度和动态性能受光路参数变化和噪声的影响大，影响了光学电压互感器的性能，制约了光学电压互感器的实用化进程。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于光学电压互感器的保性能控制方法及装置，能够有效抑制光学电压互感器的光路参数变化和噪声对系统性能的影响，并同时满足了提高系统检测精度和动态性能的需求。本发明的目的是通过以下技术方案实现的步骤I :针对光学电压互感器的光路参数变化和系统噪声，建立闭环控制系统模型，得到光学电压互感器的系统状态方程；所述的闭环控制系统模型采用如下的系统状态方程来描述
权利要求
1.一种用于光学电压互感器的保性能控制方法，其特征在于 步骤I:针对光学电压互感器的光路参数变化和系统噪声，建立闭环控制系统模型，得到光学电压互感器的系统状态方程；所述的闭环控制系统模型采用如下的系统状态方程来描述
2.根据权利要求I所述的一种用于光学电压互感器的保性能控制方法，其特征在于所述的闭环控制系统模型通过建立闭环系统中每个环节的模型，最后得到整个闭环系统的模型。
3.根据权利要求2所述的一种用于光学电压互感器的保性能控制方法，其特征在于所述的闭环控制系统模型是将光学电压互感器闭环系统中的到达探测器PIN-FET的光功率和探测器PIN-FET的光电转换环节、前置放大电路、模数转换器、数模转换器和相位调制器分别简化为比例环节，比例系数分别为Kp K2, K3、K4、K5
4.根据权利要求I所述的一种用于光学电压互感器的保性能控制方法，其特征在于所述的保性能控制律是通过如下方式建立根据所述系统状态方程和光路参数变化以及系统噪声，设定所述光学电压互感器的系统性能指标。根据所述系统性能指标的要求得到的保性能控制律不仅保证了闭环系统是鲁棒渐近稳定的，而且保证闭环系统存在一个性能上界7，保证所要得到的保性能控制律能够同时抑制系统噪声和光路参数变化对光学电压互感器检测精度和动态性能的影响。
5.一种用于实现光学电压互感器的保性能控制方法的控制装置，其特征在于所述的控制装置包括系统模型建立单元，性能指标设定单元，保性能控制律设计单元和保性能控制律应用单元， 系统模型建立单元，用于针对光学电压互感器的光路参数变化和系统噪声，建立闭环控制系统模型，得到所述光学电压互感器的系统状态方程； 性能指标设定单元，用于根据所述系统模型建立单元建立的系统状态方程和光路参数变化以及系统噪声，设定所述能够同时优化光学电压互感器静态检测精度和动态性能的光学电压互感器的系统性能指标； 保性能控制律设计单元，用于按照所述性能指标设定单元所设定的系统性能指标要求，设计所述光学电压互感器的系统状态反馈保性能控制律； 保性能控制律应用单元，用于将所述保性能控制律设计单元所得到的系统状态反馈保性能控制律应用于所述光学电压互感器的系统状态方程中，抑制所述光学电压互感器的光路参数变化和噪声。
全文摘要
本发明公开了一种用于光学电压互感器的保性能控制方法及装置，属于光学电压互感器领域。所述的方法针对光学电压互感器的光路参数变化和系统噪声，建立闭环控制系统模型，得到光学电压互感器的系统状态方程；然后设定所述光学电压互感器的系统性能指标，并根据其确定反馈保性能控制律，将所得到的反馈保性能控制律应用于所述的系统状态方程中，抑制所述光学电压互感器的光路参数变化和系统噪声。通过这种方法，当光学电压互感器系统光路参数变化或受到噪声和环境扰动影响时，所述光学电压互感器系统动态性能及检测精度基本保持不变，提高了光学电压互感器的环境适应性，满足了优化系统检测精度和动态性能的需求。
文档编号G01R15/18GK102628883SQ201210102550
公开日2012年8月8日 申请日期2012年4月9日 优先权日2012年4月9日
发明者张春熹, 李慧, 李立京, 毕兰, 赵宗涛 申请人:北京航空航天大学