一種電力電子變換器潛在電路狀態獲取方法及裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種電力電子變換器的開關狀態獲取方法及裝置。
【背景技術】
[0002]目前全世界60%以上的電能和80%以上的新能源需要經過電力電子系統變換后才能供給負載使用。近年來，隨著電力電子技術的發展，很多新拓撲都是基于改變現有變換器的某些缺陷，采用增加拓撲單元或元件的方式得到的，以致變換器的拓撲結構更加復雜，從而造成了特性優化與變換器復雜程度呈正比增加的趨勢。已有的研宄證實在電力電子變換器中存在潛電路狀態，它能夠導致系統出現非期望的功能或抑制所期望的功能。由于潛電路狀態往往是隱藏在正常的設計功能之后，是一種為了實現某種要求的系統功能而引入的、設計者并沒有意識到的附加功能。當潛在的激勵條件滿足時才發生作用，故難以通過試驗方式來甄別。因此，隨著電力電子系統的規模和復雜程度不斷增加，有必要開展電力電子變換器潛電路分析技術的研宄，以滿足對電力電子系統安全和可靠性的要求，進一步提高電力電子變換器的實用性。
[0003]通過對現有技術的綜合分析和比較，目前所報道的潛電路分析方法主要存在以下幾個方面的問題:(1)沒有考慮到不同電力電子變換器拓撲結構的差異，試圖建立適用于所有變換器的通用的潛電路分析判據和線索表；(2)基于連接矩陣、廣義連接矩陣、鄰接矩陣、鄰接表、以及基于器件的電流特性模型等潛電路搜索算法，得到的潛電路分析結果均為單電流回路路徑，需要大量的人工分析才能得到實際的開關工作狀態。(3)基于開關布爾矩陣的分析方法，依賴于MATLAB軟件，難以分類建立各種電力電子變換器的潛電路分析線索表。
[0004]從總體上來看，關于電力電子變換器潛電路分析方法的研宄遠未形成系統化的方法和理論體系，還有待于進一步發展和進行全面的研宄開發工作。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在于提供一種電力電子變換器潛在電路狀態獲取方法及裝置，旨在解決現有電力電子變換器潛在電路狀態獲取方法及裝置對復雜電力電子變換器潛在開關狀態獲取較為復雜，分析精度低的技術缺陷。
[0006]為此，本發明所述的一種電力電子變換器潛在電路狀態獲取方法及裝置采用的技術方案如下:
[0007]一種電力電子變換器潛在電路狀態獲取方法，包括:
[0008]獲取待測電路的元器件仿真模型，建立所述電路的拓撲模型；
[0009]根據所述電路中的開關器件，獲取所述拓撲模型的所有開關狀態；
[0010]根據預設條件建立所述拓撲模型對應的開關狀態分析線索表，識別所述拓撲模型的所有開關狀態中的無效開關狀態；
[0011]向所述拓撲模型輸入至少一開關器件的開關狀態后，獲取所述拓撲模型的正常開關狀態；
[0012]根據所述拓撲模型的所有開關狀態、無效開關狀態和正常開關狀態，計算所述拓撲模型的潛在開關狀態。
[0013]作為一種優選的技術方案，所述獲取待測電路的元器件仿真模型，建立所述電路的拓撲模型的步驟包括:
[0014]獲取所述電力電子元器件仿真庫及其元件鏈表和電流路徑鏈表；
[0015]將所述電力電子元器件的仿真模型進行拓撲連接，獲得所述電路的拓撲模型。
[0016]作為一種優選的技術方案，所述電力電子元器件仿真庫的電力電子元器件包括電阻、電感、電容、開關電容、寄生電容、二極管、全控開關、電源、變壓器。
[0017]作為一種優選的技術方案，所述開關器件包括全控開關、二極管。
[0018]作為一種優選的技術方案，所述根據所述電路中的開關器件，獲取所述拓撲模型的所有開關狀態的步驟包括:
[0019]根據深度優先搜索算法遍歷所述開關器件的開關狀態，實現所述開關器件所有的開關狀態的搜索；
[0020]在各開關器件的開關組合中依次刪除所述拓撲模型中處于斷開狀態的開關元件及其連接導線進行保存，得到所述拓撲模型的所有開關狀態。
[0021]作為一種優選的技術方案，根據深度優先搜索算法遍歷所述開關器件從全部斷開到全部導通狀態下的所有開關狀態，實現所述開關器件所有的開關狀態的搜索。
[0022]作為一種優選的技術方案，所述根據預設條件建立所述拓撲模型對應的開關狀態分析線索表的步驟包括:
[0023]根據基爾霍夫電壓定律和基爾霍夫電流定律，對至少一開關器件的開關狀態建立該開關器件對應的開關狀態分析線索表。
[0024]作為一種優選的技術方案，所述預設條件包括下列一種或多種:
[0025]I)所述拓撲模型的開關狀態的單電流回路中僅包含電源和開關器件；
[0026]2)所述拓撲模型的開關狀態的單電流回路中僅包含電容和開關元件；
[0027]3)所述拓撲模型的開關狀態的單電流回路中僅包含電阻和開關元件；
[0028]4)所述拓撲模型的開關狀態的單電流回路中僅包含電感和開關元件；
[0029]5)所述拓撲模型的開關狀態的電流路徑中包含兩個二極管反向連接的路徑，且每個二極管均沒有除以上1)-4)路徑外的其它通路。
[0030]一種電力電子變換器潛在電路狀態獲取裝置，包括:
[0031]拓撲模型建立模塊，用于獲取待測電路的元器件仿真模型，建立所述電路的拓撲豐旲型；
[0032]開關狀態獲取模塊，用于根據所述電路中的開關器件，獲取所述拓撲模型的所有開關狀態；
[0033]無效開關狀態識別模塊，用于根據預設條件建立所述拓撲模型對應的開關狀態分析線索表，識別所述拓撲模型的所有開關狀態中的無效開關狀態；
[0034]正常開關狀態識別模塊，用于向所述拓撲模型輸入至少一開關器件的開關狀態后，獲取所述拓撲模型的正常開關狀態；
[0035]潛在開關狀態計算模塊，用于根據所述拓撲模型的所有開關狀態、無效開關狀態和正常開關狀態，計算所述拓撲模型的潛在開關狀態。
[0036]作為一種優選的技術方案，所述開關狀態獲取模塊包括:
[0037]開關狀態搜索模塊，用于根據深度優先搜索算法遍歷所述開關器件的開關狀態，實現所述開關器件所有的開關狀態的搜索；
[0038]開關狀態處理模塊，用于在各開關器件的開關組合中依次刪除所述拓撲模型中處于斷開狀態的開關元件及其連接導線進行保存，得到所述拓撲模型的所有開關狀態。
[0039]與現有技術相比，本發明的有益效果在于:本發明實施方式涉及的電力電子變換器潛在電路狀態獲取方法及裝置通過對電路的拓撲模型進行分析，獲得拓撲模型所有的開關狀態；然后根據開關狀態分析線索表來實現拓撲模型的無效開關狀態；然后輸入開關器件的開關狀態獲得拓撲模型的正常開關狀態，從而可以根據所有開關狀態、無效開關狀態以及正常開關狀態獲得拓撲模型的潛在開關狀態。
[0040]本發明實施方式通過分析電力電子變換器潛在開關狀態，及時發現變換器中是否存在隱藏在變換器工作過程中的潛在電流路徑，進而采取措施或消除降低變換器性能的潛在電流路徑，或利用某些潛在電流路徑進一步改善變換器的性能，從而從根本上提高電力電子變換器的性能和運行可靠性。
【附圖說明】
[0041]圖1是本發明所述一種