变电站智能组件电磁兼容性能在线检测方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及变电站电磁兼容性能检测技术，具体涉及一种变电站智能组件电磁兼 容性能在线检测方法及装置。
【背景技术】
[0002] 随着智能电网建设快速发展，风电、太阳能等新能源开发并网，电动汽车等产业兴 起，大量的电力电子变流装置投入使用。电力电子变流装置不仅产生电力谐波，影响电网电 能质量；IGBT的高速开关动作会产生很高的dv/dt、di/dt、关断浪涌过电压，对电网中的敏 感电子设备（如变电站智能组件、光电互感器等）形成传导电磁干扰，甚至可能直接损坏电 网中的敏感电子设备。为此，在电力电子变流装置的输入与输出端设置电源滤波装置以抑 制传导干扰。然而，在长期的运行过程中，由于电磁环境、气候温度变化、污秽等多种因素的 影响，电源滤波装置的元器件参数会因老化等原因不可避免地发生变化，电源滤波装置对 电磁干扰的抑制性能变差，导致电磁兼容性能下降，给电网的安全运行带来隐患。
[0003]目前尚缺乏对设备高频特性的在线检测手段，当变电站电子设备出现传导电磁干 扰问题时，往往无法快速、准确的检测出干扰问题的原因，难以快速排除故障。因此，实现变 电站智能组件等电子设备的电磁兼容性能在线测试方法，对于及时了解电子设备的电磁兼 容性能变化情况，预防变电站电磁兼容性故障，对电力系统的安全运行具有重要意义。
【发明内容】
[0004] 本发明要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种能够在线实时监 测电子设备电源端的高频特性，通过比较分析来判断其电磁兼容性能的变化情况，有效检 测设备电源端电源滤波装置的损坏程度，不仅可用于变电站智能组件等电子设备的抗传导 干扰性能的监测，还可用于新能源电能变换装置的传导干扰的监测与抑制，应用范围广的 变电站智能组件电磁兼容性能在线检测方法及装置。
[0005] 为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
[0006] 本发明提供一种变电站智能组件电磁兼容性能在线检测方法，步骤包括：
[0007] 1)预先获取被检测变电站智能组件在离线状态下的离线阻抗；
[0008] 2)在被检测变电站智能组件在线状态下，向电力线路注入高频信号，根据被检测 变电站智能组件电源线上的高频响应信号计算被检测变电站智能组件的在线阻抗；
[0009] 3)根据被检测变电站智能组件的在线阻抗和离线阻抗之间的变化量计算被检测 变电站智能组件的电磁兼容性能参数。
[0010] 优选地，所述步骤2)中向电力线路注入高频信号时，具体是指将高频信号源输出 原始信号进行放大得到强度小于6dB的高频信号v s(t) =Vs C〇S(〇n)，其中Vs为高频信号 的幅值，ω为高频信号的角速度，t为时间；再将所述高频信号V s(t) =Vs COs(COt)通过 隔离滤波器注入被检测变电站智能组件所连接到的电力线路。
[0011] 优选地，所述步骤2)中计算被检测变电站智能组件的在线阻抗的详细步骤包括：
[0012] 2. 1)以向电力线路注入的高频信号作为参考信号，生成相互正交的两路参考信 号；
[0013] 2. 2)通过电压探头、电流探头分别采集被检测变电站智能组件的电源线的高频响 应电压信号、高频响应电流信号，利用同频正交信号乘积法，分别将高频响应电压信号、高 频响应电流信号与两路参考信号相乘来获取高频响应电压信号的幅值与相位、高频响应电 流信号的幅值与相位；
[0014] 2. 3)根据所述高频响应电压信号的幅值和相位、高频响应电流信号的幅值和相位 计算被检测变电站智能组件的在线阻抗。
[0015] 优选地，所述步骤2. 1)中生成相互正交的两路参考信号如式（1)所示；
[0017] 式⑴中，Vl(t)和"⑴分别为相互正交的两路参考信号，V1为参考信号 Vl(t)的 幅值，V2为参考信号V 2(t)的幅值，ω为高频信号的角速度，t为时间。
[0018] 优选地，所述步骤2. 2)的详细步骤包括：
[0019] 2. 2. 1)通过电压探头、电流探头分别采集被检测变电站智能组件的电源线的高频 响应电压信号u(t)和高频响应电流信号i(t)，所述高频响应电压信号u(t)的函数表达式 如式（2)所示，所述高频响应电流信号i(t)的函数表达式如式（3)所示；
[0020] u (t) = Ux cos (ω t+Φ xv) (2)
[0021] 式⑵中，u(t)为采集得到的高频响应电压信号，Ux为高频响应电压信号u(t)的 幅值，Φ χν为高频响应电压信号u(t)的相角；
[0022] i (t) = Ix cos (ω t+Φ XI) (3)
[0023] 式（3)中，i (t)为采集得到的电流高频响应信号，Ix为电流高频响应信号i (t)的 幅值，ΦΧΙ为电流高频响应信号i(t)的相角；
[0024] 2. 2. 2)将高频响应电压信号u(t)和相互正交的两路参考信号分别通过乘法器进 行如式（4)所示运算，分别得到乘法器运算后的信号X 1 (t)和71(〇 ;将高频响应电流信号 i(t)和相互正交的两路参考信号分别通过乘法器进行如式（5)所示运算，分别得到乘法器 运算后的信号x2(t)和 72(〇 ;
[0026] 式⑷中，Xl(t)为高频响应电压信号u(t)和参考信号Vl(t)经乘法器运算后得 到的信号，yi(t)为高频响应电压信号u(t)和参考信号v2(t)经乘法器运算后得到的信号， Ux为高频响应电压信号u(t)的幅值，V1为参考信号V Jt)的幅值，Φχν为高频响应电压信 号u(t)的相角；V2为参考信号v 2(t)的幅值，ω为高频信号的角速度，t为时间，U。为乘法 器使用的标准电压；
[0028] 式（5)中，x2(t)为高频响应电流信号i(t)和参考信号V1⑴经乘法器运算后得 到的信号，y 2(t)为高频响应电流信号i(t)和参考信号v2(t)经乘法器运算后得到的信号， Ix为高频响应电流信号i(t)的幅值，V1为参考信号V1 (t)的幅值，ΦΧΙ为高频响应电流信 号i(t)的相角；V2为参考信号v 2(t)的幅值，ω为高频信号的角速度，t为时间，U。为乘法 器使用的标准电压；
[0029] 2. 2. 3)将乘法器运算后的信号X (t)和y (t)分别经过低通滤波器处理，得到高频 响应电压信号u(t)的X相直流分量Xi、y相直流分量Y1如式（6)所示；将乘法器运算后的 信号x 2(t)和^⑴分别经过低通滤波器处理，得到高频响应电流信号i(t)的X相直流分 量X2、y相直流分量Y 2如式⑵所示；
[0031] 式（6)中，X1为高频响应电压信号u⑴的X相直流分量，Y i为高频响应电压信号 u(t)的y相直流分量，Ux为高频响应电压信号u(t)的幅值,V1为参考信号Vl(t)的幅值，V 2 为参考信号V2 (t)的幅值，U。为乘法器使用的标准电压；Φ xv为高频响应电压信号u (t)的 相角；
[0033] 式（7)中，X2为高频响应电流信号i (t)的X相直流分量，Y 2为高频响应电流信号 i⑴的y相直流分量，Ix为高频响应电流信号i⑴的幅值，V i为参考信号V i⑴的幅值，V2 为参考信号V2 (t)的幅值，U。为乘法器使用的标准电压；Φ XI为高频响应电流信号i (t)的 相角；
[0034] 2. 2. 4)根据式（8)所示函数表达式计算高频响应电压信号u(t)的幅值与相位； 根据式（9)所示函数表达式计算高频响应电流信号i(t)的幅值与相位；
[0036] 式⑶中，UX为高频响应电压信号u(t)的幅值，Φ xv为高频响应电压信号u(t)的 相角，V1为参考信号V1 (t)的幅值，V2为参考信号V2 (t)的幅值，U。为乘法器使用的标准电 压，X1为高频响应电压信号u⑴的X相直流分量，Y1为高频响应电压信号u⑴的y相直 流分量；
[0038] 式（9)中，Ix为高频响应电流信号i (t)的幅值，Φ XI为高频响应电流信号i (t)的 相角，V1为参考信号V1 (t)的幅值，V2为参考信号V2 (t)的幅值，U。为乘法器使用的标准电 压，X2为高频响应电流信号i (t)的X相直流分量，Y 2为高频响应电流信号i (t)的y相直 流分量。
[0039] 优选地，所述步骤2. 3)中计算被检测变电站智能组件的在线阻抗的函数表达式 如式（12)所示；
[0041] 式（12)中，Z为计算得到的阻抗特性，k为预设的修正系数，Ux为高频响应电压信 号的幅值，^为高频响应电流信号的幅值