Система оптимизации стабильности системы электропитания

Система оптимизации стабильности системы электропитания

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники

Настоящее изобретение относится в общем к системам и способам анализа стабильности систем электропитания. В частности, настоящее изобретение относится к системе и способу генерации данных импеданса системы электропитания и использования этих значений импеданса для оптимизации стабильности системы электропитания.

Уровень техники

В летательном аппарате могут использоваться различные электронные устройства и системы, выполняющие самые разнообразные функции на борту. Питание для этих электронных устройств и систем на борту летательного аппарата может обеспечить бортовая система электропитания. Система электропитания летательного аппарата может включать ряд генераторов, а также различные системы распределения и преобразования электроэнергии. Например, система электропитания на борту летательного аппарата может включать ряд генераторов, приводимых в действие авиационными двигателями.

Стабильность системы электропитания может быть определена как способность системы возвращаться в нормальное состояние равновесия после воздействия на нее возмущения. Желательно, чтобы система электропитания летательного аппарата была спроектирована с обеспечением ее стабильности.

Во многих электрических нагрузках на борту летательного аппарата может быть использована регулируемая силовая электроника для повышения КПД, качества электропитания и плотности мощности. Такие электрические нагрузки могут отрицательно влиять на стабильность бортовой системы электропитания.

Возможна необходимость в оптимизации системы электропитания на борту летательного аппарата для обеспечения стабильности КПД, плотности мощности и качества электроэнергии. Кроме того, ошибка оптимизации систем электропитания на летательных аппаратах может привести к увеличению расходов. Недостаточно оптимальные электрические системы могут быть излишне усложненными, более тяжелыми, могут требовать больше места для своего размещения на борту. Таким образом, летательный аппарат, оснащенный недостаточно оптимальными системами питания может потреблять больше топлива в процессе эксплуатации. В эпоху все возрастающей стоимости топлива важность решений, направленных на снижение его потребления, обретают еще большую важность. Аналогичным образом, недостаточно оптимальные электрические системы могут требовать более частого технического обслуживания, а для компонентов таких систем могут быть необходимы более частые ремонт и замена. Поэтому эксплуатационные затраты для таких систем могут оказаться выше на протяжении срока службы.

Оптимизация стабильности системы электропитания на борту летательного аппарата может быть связана с необходимостью решения нескольких технических проблем. Первая техническая проблема может состоять в определении профилей стабильности для различных возможных вариантов систем электропитания с целью определения оптимальной системы электропитания для летательного аппарата. Вторая техническая проблема может состоять в точном определении профиля стабильности системы электропитания с целью точного определения стабильной системы электропитания для летательного аппарата. Третья техническая проблема может состоять в одновременном решении первой и второй технических проблем таким образом, чтобы можно было эффективно определять профили стабильности множества возможных вариантов систем электропитания без ущерба точности такого определения.

Доступные в настоящее время системы и способы анализа стабильности схем систем электропитания могут быть ограничены и не могут обеспечить решение технической задачи оптимизации стабильности системы электропитания на борту летательного аппарата. Имеющееся в настоящее время коммерчески доступное программное обеспечение имитации позволяет лишь частично выполнить анализ стабильности системы электропитания. Например, некоторые имеющиеся в настоящее время программные продукты для имитации способны лишь определять полное сопротивление (импеданс) постоянному току в преобразователях постоянного тока в постоянный ток. Другие имеющиеся в настоящее время программные продукты для имитации могут определять полное сопротивление (импеданс) системы переменному току, однако лишь с определенными допущениями и ограничениями. Например, некоторые программные продукты имитации могут определить импеданс переменному току при допущении об уравновешенных напряжениях фаз и предварительно известной частотой в системе. Такое программное обеспечение имитации может также требовать введения синусоидального компонента в имитацию каждой частоты, для которой определяют значения импеданса.

Современные подходы могут не объединять методы анализа стабильности и могут быть лишены общего и всеобъемлющего подхода к анализу стабильности. Например, в используемых в настоящее время подходах могут потребоваться тонкие регулировки нескольких параметров для каждого конкретного случая. Другим недостатком существующих подходов может быть необходимость проведения обширного извлечения данных вручную пользователем из имитационных моделей на основе различных предположений пользователей.

Соответственно, было бы полезно иметь способ и устройство, учитывающие один или несколько указанных выше вопросов, а также решающие другие возможные проблемы.

Раскрытие сущности изобретения

Одним из иллюстративных вариантов осуществления настоящего изобретения является устройство, содержащее имитатор системы электропитания и анализатор стабильности. Имитатор системы электропитания выполнен таким образом, чтобы генерировать данные импеданса на основе имитационной модели системы электропитания, включающей элементы-источники и элементы-нагрузки. Эти данные импеданса определяют импеданс системы электропитания. Анализатор стабильности сообщается с имитатором системы электропитания и выполнен с возможностью определения профиля стабильности системы электропитания как функции данных импеданса, причем профиль стабильности идентифицирует элементы-источники и элементы-нагрузки для управления генерированием электроэнергии системой электропитания с целью оптимизации стабильности системы электропитания.

Другим иллюстративным вариантом осуществления настоящего изобретения является способ оптимизации стабильности системы электропитания. Выполняется имитация системы электропитания, содержащей элементы-источники и элементы-нагрузки, для получения данных импеданса, которые определяют импеданс системы электропитания. Профиль стабильности системы электропитания определяется как функция данных импеданса, причем профиль стабильности идентифицирует элементы-источники и элементы-нагрузки для управления генерированием электроэнергии системой питания с целью оптимизации стабильности системы электропитания.

Еще одним иллюстративным вариантом осуществления настоящего изобретения является способ определения импеданса системы электропитания. Имитация системы электропитания, содержащей элементы-источники и элементы-нагрузки, осуществляется процессорным блоком. Система электропитания характеризуется сетевой частотой на границе между элементом-источником и элементом-нагрузки. Сигналы возмущений подаются в имитационную модель системы электропитания с разными частотами возмущений. Данные импеданса генерируются процессорным блоком с применением быстрого преобразования Фурье с расчетом во временном окне. Эти данные импеданса определяют импеданс системы электропитания. Множество частот возмущений выбираются процессорным блоком таким образом, чтобы сетевая частота и множество частот возмущений являлись целыми кратными частоты окна.

Определенное преимущество обеспечивается тем, что способ включает определение профиля стабильности реальной системы электропитания с использованием данных измерений импеданса в реальной электрической системе. В предпочтительном исполнении процессорный блок имитирует электрическую систему, включающую: элементы-источники и элементы-нагрузки, при этом система электропитания характеризуется сетевой частотой на границе между элементами-источниками и элементами нагрузки и подачей сигналов возмущений с множеством частот возмущений в имитационную модель электрической системы; генерацию данных импеданса посредством процессорного блока с использованием быстрого преобразования Фурье, причем быстрое преобразование Фурье рассчитывается в течение окна времени, а данные импеданса определяют импеданс системы электропитания; и выбор, осуществляемый процессорным блоком, множества частот возмущений таким образом, чтобы сетевая частота и множество частот возмущений являлись целыми кратными частоты окна. В предпочтительном исполнении профиль стабильности системы электропитания определяется как функция данных импеданса, причем профиль стабильности идентифицирует элементы-источники и элементы-нагрузки для управления генерированием электроэнергии в электрической системе с целью оптимизации стабильности системы электропитания.

В предпочтительном исполнении осуществляется выбор множества начальных частот возмущений; определение сетевой частоты; выбор частоты окна таким образом, чтобы сетевая частота являлась целым кратным от частоты окна; и регулировка множества начальных частот возмущений для обеспечения множества частот возмущений, причем сигналы возмущений выбираются из множества однотональных сигналов и многотонального сигнала и многотональный сигнал содержит множество частот возмущений. В предпочтительном исполнении осуществляется выбор множества частот возмущений таким образом, чтобы множество частот возмущений в многотональном сигнале не перекрывалось.

Определенное преимущество обеспечивается тем, что определение профиля стабильности системы электропитания включает определение профиля стабильности системы электропитания с использованием критериев, выбранных из обобщенных критериев Найквиста, упрощенной формы обобщенных критериев Найквиста и критериев Найквиста применительно к системам с одним входом и одним выходом.

Другой иллюстративный вариант осуществления обеспечивает систему оптимизации системы электропитания на борту летательного аппарата, включающую средство определения импеданса и анализатор стабильности. Средство определения импеданса выполнено с возможностью генерации данных импеданса для системы электропитания летательного аппарата, которая включает элементы-источники и элементы-нагрузки, причем эти данные импеданса определяют импеданс системы электропитания летательного аппарата. Анализатор стабильности сообщается со средством определения импеданса и выполнен с возможностью определения профиля стабильности системы электропитания летательного аппарата как функции данных импеданса, причем профиль стабильности идентифицирует элементы-источники и элементы-нагрузки для управления генерированием электроэнергии в электрической системе летательного аппарата с целью оптимизации стабильности системы электропитания.

В предпочтительном исполнении система оптимизирует электрическую систему летательного аппарата, используя средство определения импеданса, выполненное с возможностью генерации данных импеданса для системы электропитания летательного аппарата, которая включает элементы-источники и элементы-нагрузки, причем эти данные импеданса определяют импеданс системы электропитания летательного аппарата; и анализатор стабильности, сообщающийся со средством определения импеданса и выполненный с возможностью определения профиля стабильности системы электропитания летательного аппарата как функции данных импеданса, причем профиль стабильности идентифицирует элементы-источники и элементы-нагрузки для управления генерированием электроэнергии в электрической системе летательного аппарата с целью оптимизации стабильности системы электропитания на борту. В предпочтительном исполнении средство определения импеданса включает имитатор системы электропитания, выполненный с возможностью генерации данных импеданса на основе имитационной модели системы электропитания летательного аппарата.

В предпочтительном исполнении анализатор стабильности выполнен с возможностью определения профиля стабильности системы электропитания летательного аппарата как функции данных измерений импеданса системы электропитания летательного аппарата.

Описанные признаки, функции и преимущества могут обеспечиваться по отдельности в различных вариантах осуществления данного изобретения или могут быть объединены в других вариантах осуществления, которые подробно описаны далее со ссылкой на прилагаемые чертежи.

Краткое описание чертежей

Новые признаки, считающиеся отличительными признаками иллюстративных вариантов осуществления, изложены в прилагаемой формуле изобретения. Однако иллюстративные варианты осуществления, а также предпочтительный способ их применения, дополнительные объекты и их признаки будут более понятны при рассмотрении следующего подробного описания иллюстративного варианта осуществления настоящего изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

на фиг. 1 изображена блок-схема системы электропитания в соответствии с иллюстративным вариантом осуществления изобретения;

на фиг. 2 изображена блок-схема системы анализа стабильности в соответствии с иллюстративным вариантом осуществления изобретения;

на фиг. 3 изображена блок-схема средства определения импеданса в соответствии с иллюстративным вариантом осуществления изобретения;

на фиг. 4 изображена блок-схема анализатора стабильности в соответствии с иллюстративным вариантом осуществления изобретения;

на фиг. 5 изображена блок-схема пользовательских интерфейсов в соответствии с иллюстративным вариантом осуществления изобретения;

на фиг. 6 изображен пользовательский интерфейс управления определением импеданса в соответствии с иллюстративным вариантом осуществления изобретения;

на фиг. 7 изображен дисплей сетевой частоты во время пуска системы в соответствии с иллюстративным вариантом осуществления изобретения;

на фиг. 8 изображен дисплей частоты возмущения в соответствии с иллюстративным вариантом осуществления изобретения;

на фиг. 9 изображен пользовательский интерфейс для управления анализом стабильности, вывод на экран графика данных импеданса и вывод на экран результата анализа стабильности в соответствии с иллюстративным вариантом осуществления изобретения;

на фиг. 10 изображена схема последовательности операций процесса определения импеданса и анализа стабильности в соответствии с иллюстративным вариантом осуществления изобретения;

на фиг. 11 изображена схема последовательности операций процесса определения импеданса в процессе имитации в соответствии с иллюстративным вариантом осуществления изобретения;

на фиг. 12 изображена схема последовательности операций процесса выбора окна быстрого преобразования Фурье и частот возмущений в соответствии с иллюстративным вариантом осуществления изобретения;

на фиг. 13 изображена схема последовательности операций процесса выбора частот возмущений для того, чтобы избежать перекрытия частот возмущений в многотональном сигнале в соответствии с иллюстративным вариантом осуществления изобретения;

на фиг. 14 изображена схема последовательности операций процесса анализа стабильности в соответствии с иллюстративным вариантом осуществления изобретения; и

на фиг. 15 изображена блок-схема системы обработки данных в соответствии с иллюстративным вариантом осуществления изобретения.

Осуществление изобретения

В различных иллюстративных вариантах осуществления принимаются во внимание и учитываются различные факторы. Термин «ряд», употребляемый здесь по отношению к предметам, означает один или несколько предметов. Например, «ряд различных соображений» означает одно или несколько различных соображений.

Различные иллюстративные варианты осуществления принимают во внимание и учитывают то, что может быть желательным оптимизировать стабильность системы электропитания для использования на борту летательного аппарата или другого транспортного средства. Однако существующие в настоящее время системы и способы анализа стабильности системы электропитания могут быть ограничены и не могут обеспечить решения технической задачи оптимизации системы электропитания.

Иллюстративные варианты осуществления изобретения предлагают систему и способ, которые обеспечивает новые и обладающие изобретательским уровнем технические решения технической задачи оптимизации стабильности системы электропитания. Например, иллюстративные варианты осуществления изобретения предлагают техническое решение технической задачи определения профилей стабильности для различных вариантов систем электропитания путем обеспечения интегрированной имитации системы электропитания и функций анализа стабильности. Имитатор системы электропитания может быть выполнен таким образом, чтобы генерировать данные импеданса для систем электропитания, включающих элементы-источники и элементы-нагрузки. Анализатор стабильности может сообщаться с имитатором системы электропитания и выполнен с возможностью определения профиля стабильности системы электропитания как функции данных импеданса. Профиль стабильности может использоваться для идентификации элементов-источников и элементов-нагрузки для оптимизации стабильности системы электропитания.

Иллюстративные варианты осуществления изобретения предлагают другое техническое решение технической задачи определения профилей стабильности для различных вариантов систем электропитания путем автоматического выбора и управления характеристиками различных параметров имитации системы электропитания. Например, иллюстративные варианты осуществления изобретения могут обеспечивать автоматический выбор множества частот возмущений для ввода в имитацию системы электропитания с целью определения импеданса системы электропитания. Иллюстративные варианты осуществления изобретения могут предусматривать ввод множества частот возмущений в имитацию системы электропитания одновременно в виде многотонального сигнала.

Иллюстративные варианты осуществления изобретения могут предложить техническое решение технической задачи точного определения профиля стабильности системы электропитания путем автоматического выбора или регулировки характеристик параметров имитации системы электропитания на основе определенных характеристик системы электропитания с целью повышения точности данных импеданса, генерируемых посредством имитации системы электропитания. Например, иллюстративные варианты осуществления могут обеспечивать автоматический выбор или регулировку частот возмущений, вводимых в имитацию системы электропитания, окна быстрого преобразования Фурье, используемого для генерации данных импеданса, или обоих, на основе характеристики сетевой частоты системы электропитания с целью повышения точности данных импеданса, сгенерированных процессом имитации системы электропитания.

Иллюстративные варианты осуществления изобретения могут предложить техническое решение технической задачи эффективного определения профилей стабильности множества вариантов систем электропитания без ущерба для точности таких определений путем, например, автоматической регулировки множества частот возмущений, вводимых в процесс имитации системы электропитания одновременно в виде многотонального сигнала таким образом, чтобы множество частот возмущений в многотональном сигнале не перекрывались с возможностью отрицательно повлиять на точность данных импеданса, генерируемых в процессе имитации системы электропитания. Это техническое решение может использоваться для более быстрого определения профилей стабильности систем электропитания без снижения точности такого получения.

Далее рассматривается фиг. 1, где изображена блок-схема системы электропитания в соответствии с иллюстративным вариантом осуществления изобретения. В этом примере система 100 электропитания может обеспечивать электропитание для летательного аппарата 102.

Летательный аппарат 102 может быть летательным аппаратом любого типа. Например, без ограничения, летательный аппарат 102 может быть с неподвижными крыльями, вращающимися крыльями или летательным аппаратом легче воздуха. Летательный аппарат 102 может быть выполнен для перевозки пассажиров, грузов, пассажиров и грузов, или может использоваться для выполнения любых других операций или задач. Летательный аппарат 102 может эксплуатироваться авиакомпанией, военным подразделением или любой другой частной или государственной структурой.

Летательный аппарат 102 является примером транспортного средства 104, для которого система 100 электропитания может обеспечивать питание. Система 100 электропитания может обеспечивать электропитание для транспортных средств, отличных от летательного аппарата 102. Например, без ограничения, транспортное средство 104 может быть любым транспортным средством, предназначенным для перемещения по воздуху, в космосе, по земле, поверхности воды, под водой или в любой другой среде работы или сочетании сред.

Транспортное средство 104 является примером платформы 106, для которой система 100 электропитания может обеспечивать питание. Система 100 электропитания может обеспечивать электропитание для платформ, отличных от транспортного средства 104. Например, без ограничения, платформа 106 может включать в себя любую стационарную или мобильную платформу.

Система 100 электропитания может включать источник 108 и нагрузку 110. Источник 108 может включать в себя различные элементы-источники 109 для генерирования, преобразования и распределения электрической энергии. Например, без ограничения, элементы-источники 109 могут включать различные системы, устройства, элементы схемы или конфигурации для генерирования, преобразования и распределения электрической энергии. Нагрузка 110 может включать в себя любое количество элементов нагрузки 111. Элементы-нагрузки 111 могут включать в себя различные типы электрических нагрузок и различные компоненты таких нагрузок. Например, без ограничения, элементы-нагрузки 111 могут включать различные компоненты нагрузки, включая регулируемую силовую электронику для повышения выхода мощности, качества электропитания и плотности мощности или других характеристик таких нагрузок. Нагрузка 110 может быть подключена к источнику 108 в интерфейсе 112.

Источник 108 может быть охарактеризован импедансом источника 114. Нагрузка 110 может быть охарактеризована импедансом нагрузки 116. Импеданс источника 114 и импеданс нагрузки 116 могут быть определены на границе 112.

Система 100 электропитания может быть системой 118 питания постоянного тока (DC) или системой 120 питания переменного тока (АС). Система 120 питания переменного тока может быть однофазной 122 или многофазной 124. Например, без ограничения, система 120 питания переменного тока может быть трехфазной электрической системой.

Система 100 электропитания может характеризоваться стабильностью 126. Стабильность 126 может быть задана как способность системы 100 электропитания возвращаться в нормальное состояние равновесия после воздействия на нее возмущения. Система 100 электропитания может характеризоваться как стабильная 128 или нестабильная 130.

Далее рассматривается фиг. 2, где изображена блок-схема системы анализа стабильности в соответствии с иллюстративным вариантом осуществления изобретения. В этом примере система 200 анализа стабильности может использоваться для определения стабильности 126 системы 100 электропитания по фиг. 1. Система 200 анализа стабильности может включать средство 202 определения импеданса, анализатор 204 стабильности и пользовательский интерфейс 206.

Средство 202 определения импеданса может быть выполнено с возможностью генерировать данные 208 импеданса системы электропитания путем запуска имитации системы электропитания посредством имитационной модели 210 системы электропитания. Данные 208 импеданса определяют импеданс системы электропитания, смоделированной с помощью имитационной модели 210 системы электропитания. Данные 208 импеданса, сгенерированные средством 202 определения импеданса, могут храниться в виде сохраненных данных 212 импеданса.

Анализатор 204 стабильности может быть выполнен с возможностью анализа стабильности системы электропитания с использованием данных 208 импеданса, сгенерированных средством 202 определения импеданса. Анализатор 204 стабильности может быть также выполнен с возможностью анализа стабильности системы электропитания с использованием сохраненных данных 212 импеданса. Например, без ограничения, сохраненные данные 212 импеданса могут включать имитационные данные 214. Имитационные данные 214 могут включать данные 208 импеданса, сгенерированные средством 202 определения импеданса, данные импеданса, сгенерированные системой или способом имитации системы электропитания, отличным от средства 202 определения импеданса, или сгенерированные и теми, и другими.

Анализатор 204 стабильности также может быть выполнен с возможностью анализа стабильности реальной системы 216 электропитания с использованием данных 218 измерений импеданса. Сохраненные данные 212 импеданса могут включать данные 218 измерений импеданса. Данные 218 измерений импеданса могут определять импеданс реальной системы 216 электропитания. Данные 218 измерений импеданса могут быть сгенерированы системой 220 измерения импеданса. Система 220 измерения импеданса может быть любой соответствующей системой, использующей любой подходящий способ для определения импеданса реальной системы 216 электропитания.

Интерфейс 206 пользователя может включать различные графические пользовательские интерфейсы 222. Например, без ограничения, пользовательский интерфейс 206 может включать в себя интерфейсы для управления пользователем 224 работой средства 202 определения импеданса, анализатора 204 стабильности или обоими. Интерфейс 206 пользователя также может включать графические отображения данных 208 импеданса, сохраненных данных 212 импеданса или и тех, и других. Интерфейс 206 пользователя может также включать графические отображения анализа стабильности, обеспечиваемого анализатором стабильности 204.

Интерфейс 206 пользователя может быть выведен на экран или иным образом представлен пользователю 224 на устройствах с пользовательским интерфейсом 226. Например, без ограничения, устройства с пользовательским интерфейсом 226 могут включать устройство вывода на экран 228 для вывода на экран графических пользовательских интерфейсов 222 для пользователя 224. Устройства с пользовательским интерфейсом 226 также могут быть выполнены с возможностью приема входных данных от пользователя 224 по мере того, как пользователь 224 взаимодействует с графическим интерфейсом пользователя 222, выведенным на экран устройств с пользовательским интерфейсом 226. Например, без ограничения, устройства с пользовательским интерфейсом 226 могут включать устройство ввода 230 для приема вводимых пользователем данных 224.

Теперь рассмотрим фиг. 3, где изображена блок-схема средства определения импеданса в соответствии с иллюстративным вариантом осуществления изобретения. В этом примере средство определения импеданса 300 является примером одного из вариантов реализации средства 202 определения импеданса по фиг. 2.

Средство определения импеданса 300 может быть выполнено таким образом, чтобы включать в себя имитатор 302 системы электропитания. Имитатор 302 системы электропитания может быть выполнен таким образом, чтобы выполнять имитацию системы электропитания согласно имитационной модели системы электропитания 304.

Система электропитания, описываемая имитационной моделью 304 системы электропитания, может быть охарактеризована сетевой частотой 306. Сетевая частота 306 может быть задана как установившаяся частота сигнала в линии системы электропитания, при которой импеданс системы электропитания определяется средством определения импеданса 300. Например, без ограничения, сетевая частота 306 может быть установившейся частотой сигнала на границе между источником и нагрузкой в электрической системе, при которой импеданс системы электропитания определяется средством определения импеданса 300.

Средство определения импеданса 300 может включать средство подачи сигнала возмущения 308. Средство подачи сигнала возмущения 308 может быть выполнено с возможностью подачи сигналов 310 возмущений в имитатор 302 системы электропитания. Например, без ограничения, сигналы 310 возмущений могут подаваться на границе между источником и нагрузкой в электрической системе, имитируемой имитатором 302 системы электропитания. Сигналы 310 возмущений могут подаваться в имитатор 302 системы электропитания в виде последовательного напряжения 312 или тока 314 шунтирования. Сигналы 310 возмущений могут включать сигналы переменного тока (АС) 316 или постоянного тока (DC) 318 в зависимости от обстоятельств.

Сигналы 310 возмущений могут включать ряд частот 320 возмущений. Сигналы 310 возмущений могут быть однотональными 322 или многотональными 324. Если сигналы 310 возмущений являются однотональными 322, каждый из сигналов 310 возмущений, вводимый в имитатор 302 системы электропитания, включает одну из ряда частот 320 возмущений. Если сигналы 310 возмущений являются многотональными 324, один из сигналов 310 возмущений, вводимый в имитатор 302 системы электропитания, может включать множество из ряда частот 320 возмущений.

Генератор 326 данных импеданса может быть выполнен таким образом, чтобы генерировать данные 328 импеданса из имитатора 302 системы электропитания, находящейся под влиянием вводимых сигналов 310 возмущений. Данные 328 импеданса могут определять импеданс системы электропитания, определяемой имитационной моделью 304 системы электропитания. Данные 328 импеданса могут включать данные 330 импеданса источника и данные импеданса нагрузки 332. Данные 328 импеданса могут предоставляться в частотной области 334.

Данные 328 импеданса могут генерироваться генератором данных импеданса 326 известным способом с использованием быстрого преобразования 336 Фурье. Быстрое преобразование 336 Фурье может быть рассчитано за известный период времени, определяемый окном 338.

Ряд частот 320 возмущений может быть выбран средством выбора частоты возмущений 340. Например, ряд частот 320 возмущений может быть выбран средством 340 выбора частот возмущений таким образом, чтобы сетевая частота 306 и ряд частот 320 возмущений были целыми кратными частоты окна 338. Ряд частот 320 возмущений может быть выбран средством 340 выбора частот возмущений таким образом, что ряд частот 320 возмущений в одном из сигналов 310 возмущений, который является многотональным 324, не будет перекрываться.

Средство 340 выбора частот возмущений может быть выполнено с возможностью выбора начальных частот 342 возмущений и регулировки начальных частот 342 возмущений с целью получения конечных частот 344 возмущений. В этом случае конечные частоты 344 возмущений являются рядом частот 320 сигналов 310 возмущений, подаваемых в имитатор системы электропитания 302.

Различные функции средства определения импеданса 300 могут быть реализованы с использованием коммерчески доступного имитационного программного обеспечения. Например, без ограничения, различные функции средства определения импеданса 300 могут быть реализованы с использованием программного обеспечения Simulink/MATLAB, с помощью инструментария SimPowerSystems или другого подходящего имитационного программного обеспечения. MATLAB с инструментарием SimPowerSystems предлагает несколько различных решающих программ и является широко используемым программным инструментом для имитаций во временной области различных силовых коммутирующих схем преобразования. Например, блоки имитации для подачи сигналов 310 возмущений и генерации данных 328 импеданса могут быть построены по отдельности и введены в библиотеку Simulink.

Теперь рассмотрим фиг. 4, где изображена блок-схема анализатора стабильности в соответствии с иллюстративным вариантом осуществления изобретения. В этом примере анализатор 400 стабильности является примером одного из вариантов реализации анализатора 204 стабильности на фиг. 2.

Анализатор 400 стабильности может быть выполнен таким образом, чтобы определять профиль 401 стабильности системы электропитания как функцию данных импеданса системы электропитания. Например, профиль 401 стабильности может использоваться для идентификации элементов-источников и элементов нагрузки для управления генерированием электроэнергии в электрической системе с целью оптимизации стабильности системы электропитания. Стабильность системы электропитания может быть оптимизирована, если система электропитания является стабильной и обладает иными необходимыми характеристиками системы электропитания.

Анализатор 400 стабильности может быть выполнен таким образом, чтобы определять профиль 401 стабильности системы электропитания как функцию данных импеданса системы электропитания. Анализатор 400 стабильности может быть выполнен таким образом, чтобы определять профиль 401 стабильности системы электропитания, используя данные импеданса системы электропитания и ряд критериев. Например, без ограничения, анализатор 400 стабильности может быть выполнен с возможностью анализа стабильности системы электропитания с использованием обобщенных критериев Найквиста 402, упрощенной формы обобщенных критериев Найквиста 404 или критериев Найквиста применительно к системам с одним входом и одним выходом 406.

Теперь рассмотрим фиг. 5, где изображена блок-схема пользовательских интерфейсов в соответствии с иллюстративным вариантом осуществления изобретения. В этом примере пользовательские интерфейсы 500 являются примерами реализаций интерфейса 206 пользователя на фиг. 2.

Например, без ограничения, пользовательские интерфейсы 500 могут включать интерфейсы для управления 502 определением импеданса, управления 504 анализом стабильности, вывода на экран сетевого сигнала 506, вывода на экран частоты возмущений 508, вывода на экран графика данных импеданса 510, вывода на экран анализа стабильности 512, другие пользовательские интерфейсы 514 или различные сочетания пользовательских интерфейсов. Пользовательские интерфейсы 500 для управления 502 определением импеданса могут быть выполнены таким образом, чтобы предоставлять пользователю различные варианты управления генерацией моделируемых данных импеданса системой анализа стабильности в соответствии с иллюстративным вариантом осуществления. Пользовательские интерфейсы 500 для управления 504 анализом стабильности могут быть выполнены таким образом, чтобы предоставлять пользователю различные варианты управления системой анализа стабильности, чтобы провести анализ стабильности с использованием данных измерений импеданса или данных импеданса из модели. Дисплей 506 сетевого сигнала может вывести на экран сетевой сигнал из точки в имитаторе системы электропитания, так чтобы пользователь мог убедиться в том, что процесс имитации достиг установившегося режима, прежде чем подавать сигналы возмущений в модель. Дисплей 508 частоты возмущений может указывать частоты возмущений, которые будут вводиться в имитатор для генерации данных импеданса.

Иллюстрации на фиг. 2-5 не предназначены для того, чтобы налагать физические или архитектурные ограничения на реализацию различных иллюстративных вариантов осуществления. В дополнение и/или вместо проиллюстрированных компонентов могут использоваться другие компоненты. В некоторых иллюстративных вариантах осуществления некоторые компоненты могут быть необязательными. Кроме того, блоки на схемах иллюстрируют определенные функциональные компоненты. Один или несколько таких блоков могут быть объединены или разделены на различные блоки при реализации различных иллюстративных вариантов осуществления.

Теперь рассмотрим