專利名稱：一種用于光學(xué)電壓互感器的保性能控制方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光學(xué)電壓互感器領(lǐng)域，尤其涉及一種用于基于Pockels效應(yīng)的光學(xué)電壓互感器的保性能控制方法及裝置。
背景技術(shù)：
目前，電壓互感器是電力系統(tǒng)中進(jìn)行電能計(jì)量和繼電保護(hù)的基本測量設(shè)備之一，其準(zhǔn)確度及可靠性與電力系統(tǒng)的安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行密切相關(guān)。光學(xué)電壓互感器具有體積小，重量輕，頻率響應(yīng)特性好，工作帶寬高，抗電磁干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，近年來受到了廣泛的研究，具有良好的應(yīng)用推廣前景。隨著電力系統(tǒng)向高電壓大電流方向的發(fā)展，對電壓互感器提出了許多更加嚴(yán)格的要求，這不僅要求電壓互感器具有很高的測量精度，而且還要求具有好的動態(tài)特性，以實(shí)現(xiàn)高次諧波測量和良好的暫態(tài)響應(yīng)?，F(xiàn)有技術(shù)方案中，基于Pockels效應(yīng)的塊狀晶體型方案是光學(xué)電壓互感器目前較為成熟的方案之一，見參考文獻(xiàn)I葉妙元，肖霞.光電互感器(一).21世紀(jì)電力系統(tǒng)電壓電流測量的基本設(shè)備[J].廣東輸電與變電技術(shù)，2003，11-16。目前已有產(chǎn)品掛網(wǎng)試運(yùn)行。但是該方案采用晶體、偏振器和起偏器等分立光學(xué)器件，為開放式光路，光路參數(shù)容易受溫度等環(huán)境擾動的影響，難以保證長期運(yùn)行的穩(wěn)定性和測量精度；尤其是光源輸出功率和偏振度等光路參數(shù)隨溫度波動以及系統(tǒng)中存在的噪聲影響了系統(tǒng)的測量精度，且光源光功率長期工作后隨時(shí)間的衰減導(dǎo)致閉環(huán)系統(tǒng)前向通道增益降低，以致于系統(tǒng)動態(tài)性能下降?？傊?，系統(tǒng)檢測精度和動態(tài)性能受光路參數(shù)變化和噪聲的影響大，影響了光學(xué)電壓互感器的性能，制約了光學(xué)電壓互感器的實(shí)用化進(jìn)程。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于光學(xué)電壓互感器的保性能控制方法及裝置，能夠有效抑制光學(xué)電壓互感器的光路參數(shù)變化和噪聲對系統(tǒng)性能的影響，并同時(shí)滿足了提高系統(tǒng)檢測精度和動態(tài)性能的需求。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的步驟I :針對光學(xué)電壓互感器的光路參數(shù)變化和系統(tǒng)噪聲，建立閉環(huán)控制系統(tǒng)模型，得到光學(xué)電壓互感器的系統(tǒng)狀態(tài)方程；所述的閉環(huán)控制系統(tǒng)模型采用如下的系統(tǒng)狀態(tài)方程來描述
權(quán)利要求
1.一種用于光學(xué)電壓互感器的保性能控制方法，其特征在于 步驟I:針對光學(xué)電壓互感器的光路參數(shù)變化和系統(tǒng)噪聲，建立閉環(huán)控制系統(tǒng)模型，得到光學(xué)電壓互感器的系統(tǒng)狀態(tài)方程；所述的閉環(huán)控制系統(tǒng)模型采用如下的系統(tǒng)狀態(tài)方程來描述
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種用于光學(xué)電壓互感器的保性能控制方法，其特征在于所述的閉環(huán)控制系統(tǒng)模型通過建立閉環(huán)系統(tǒng)中每個環(huán)節(jié)的模型，最后得到整個閉環(huán)系統(tǒng)的模型。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于光學(xué)電壓互感器的保性能控制方法，其特征在于所述的閉環(huán)控制系統(tǒng)模型是將光學(xué)電壓互感器閉環(huán)系統(tǒng)中的到達(dá)探測器PIN-FET的光功率和探測器PIN-FET的光電轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)、前置放大電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器和相位調(diào)制器分別簡化為比例環(huán)節(jié)，比例系數(shù)分別為Kp K2, K3、K4、K5
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種用于光學(xué)電壓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過如下方式建立根據(jù)所述系統(tǒng)狀態(tài)方程和光路參數(shù)變化以及系統(tǒng)噪聲，設(shè)定所述光學(xué)電壓互感器的系統(tǒng)性能指標(biāo)。根據(jù)所述系統(tǒng)性能指標(biāo)的要求得到的保性能控制律不僅保證了閉環(huán)系統(tǒng)是魯棒漸近穩(wěn)定的，而且保證閉環(huán)系統(tǒng)存在一個性能上界7，保證所要得到的保性能控制律能夠同時(shí)抑制系統(tǒng)噪聲和光路參數(shù)變化對光學(xué)電壓互感器檢測精度和動態(tài)性能的影響。
5.一種用于實(shí)現(xiàn)光學(xué)電壓互感器的保性能控制方法的控制裝置，其特征在于所述的控制裝置包括系統(tǒng)模型建立單元，性能指標(biāo)設(shè)定單元，保性能控制律設(shè)計(jì)單元和保性能控制律應(yīng)用單元， 系統(tǒng)模型建立單元，用于針對光學(xué)電壓互感器的光路參數(shù)變化和系統(tǒng)噪聲，建立閉環(huán)控制系統(tǒng)模型，得到所述光學(xué)電壓互感器的系統(tǒng)狀態(tài)方程； 性能指標(biāo)設(shè)定單元，用于根據(jù)所述系統(tǒng)模型建立單元建立的系統(tǒng)狀態(tài)方程和光路參數(shù)變化以及系統(tǒng)噪聲，設(shè)定所述能夠同時(shí)優(yōu)化光學(xué)電壓互感器靜態(tài)檢測精度和動態(tài)性能的光學(xué)電壓互感器的系統(tǒng)性能指標(biāo)； 保性能控制律設(shè)計(jì)單元，用于按照所述性能指標(biāo)設(shè)定單元所設(shè)定的系統(tǒng)性能指標(biāo)要求，設(shè)計(jì)所述光學(xué)電壓互感器的系統(tǒng)狀態(tài)反饋保性能控制律； 保性能控制律應(yīng)用單元，用于將所述保性能控制律設(shè)計(jì)單元所得到的系統(tǒng)狀態(tài)反饋保性能控制律應(yīng)用于所述光學(xué)電壓互感器的系統(tǒng)狀態(tài)方程中，抑制所述光學(xué)電壓互感器的光路參數(shù)變化和噪聲。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于光學(xué)電壓互感器的保性能控制方法及裝置，屬于光學(xué)電壓互感器領(lǐng)域。所述的方法針對光學(xué)電壓互感器的光路參數(shù)變化和系統(tǒng)噪聲，建立閉環(huán)控制系統(tǒng)模型，得到光學(xué)電壓互感器的系統(tǒng)狀態(tài)方程；然后設(shè)定所述光學(xué)電壓互感器的系統(tǒng)性能指標(biāo)，并根據(jù)其確定反饋保性能控制律，將所得到的反饋保性能控制律應(yīng)用于所述的系統(tǒng)狀態(tài)方程中，抑制所述光學(xué)電壓互感器的光路參數(shù)變化和系統(tǒng)噪聲。通過這種方法，當(dāng)光學(xué)電壓互感器系統(tǒng)光路參數(shù)變化或受到噪聲和環(huán)境擾動影響時(shí)，所述光學(xué)電壓互感器系統(tǒng)動態(tài)性能及檢測精度基本保持不變，提高了光學(xué)電壓互感器的環(huán)境適應(yīng)性，滿足了優(yōu)化系統(tǒng)檢測精度和動態(tài)性能的需求。
文檔編號G01R15/18GK102628883SQ201210102550
公開日2012年8月8日 申請日期2012年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月9日
發(fā)明者張春熹, 李慧, 李立京, 畢蘭, 趙宗濤 申請人:北京航空航天大學(xué)