一种多交流端口电力电子装置失效性能测试电路及方法与流程

1.本发明属于多端口电力电子变换器失效性能测试技术领域，尤其涉及一种多交流端口电力电子装置失效性能测试电路及方法。


背景技术：

2.随着多种负荷和多种能源的交汇和互通，多端口电力电子装置的应用逐渐增多，如三端口的牵引变频器、带光伏逆变器的三端口电力电子变压器、带光伏逆变器和风电变流器的四端口电能路由器和微网多能互补调节装置等。
3.在这些多交流端口的电力电子装置失效性能考核测试过程中，两项重要的试验项目是变换器的长时间效率测试(包括最大效率、额定效率等)和温升测试。通常试验中的做法是采用符合装置功率等级的交流电源、变压器和交流负荷，通过控制交流负荷的不同功率档位，得到装置两个端口的效率，重复多次后得到全部端口的效率曲线；在温升测试中，将交流负荷切换到额定功率档，进行装置的温升测试。这种方法既需要较高的试验装置成本，试验过程中产生的电能也只能通过交流负荷转成热能耗散掉；有的试验系统中采用可回馈交流电源回收电能，但是受限于可回馈电源的最大功率和成本，实际测试中只有少部分采用。


技术实现要素：

4.本发明克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种多交流端口电力电子装置失效性能测试电路及方法。
5.为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种多交流端口的电力电子装置失效性能测试电路，待测电力电子装置包括一个从端口和至少一个主端口，所述从端口的输入端与电网连接，输出端通过交流母线与主端口的输入端连接；所述测试电路包括温度传感器、温度记录仪、功率分析仪、多个控制开关和多根连接电缆；
6.所述主端口和从端口上均设置有温度传感器，温度传感器的测试范围根据装置的工作范围温度选取合适的传感器，所述温度传感器的输出端与所述温度记录仪连接；所述从端口的输入端设置有第一电压电流探头，所述主端口的输出端设置有第二电压电流探头；所述第一电压电流探头和第二电压电流探头的输出端与所述功率分析仪连接；
7.每个所述主端口的输出端分别连接一个第一开关的一端，所述第一开关的另一端通过连接电缆与从端口的输入端连接。
8.所述的一种多交流端口的电力电子装置失效性能测试电路，还包括第三开关和工频变压器t1，所述第三开关与所述工频变压器t1串联连接后并联连接在所述第一开关两端，所述工频变压器t1的变比等于所述主端口和交流电网的电压比。
9.所述的一种多交流端口的电力电子装置失效性能测试电路，还包括第二开关，所述主端口有两个，每个主端口的输出端均连接一个第一开关的一端；所述第一开关的另一端通过连接电缆与所述第二开关的一端连接，所述第二开关的另一端与所述从端口的输入
端连接。
10.所述的一种多交流端口的电力电子装置失效性能测试电路，还包括两个第三开关和工频变压器t2，每个所述第三开关的一端分别连接一个主端口的输出端，另一端经工频变压器t2与第一开关的另一端连接，所述工频变压器t2的变比等于两个主端口的电压比。
11.所述主端口有三个，测试电路还包括第二开关和第四开关，每个主端口的输出端均连接一个第一开关的一端；所述第一开关的另一端通过连接电缆与所述第二开关的一端连接，所述第二开关的另一端与所述从端口的输入端连接，所述第四开关的一端与所述从端口的输入端连接，另一端与所述第二开关的一端连接。
12.所述的一种多交流端口的电力电子装置失效性能测试电路，还包括第三开关和工频变压器t1，所述第三开关的一端与分别连接一个主端口的输出端，另一端经工频变压器t1与所述第二开关的另一端连接，所述工频变压器t1的变比等于所述主端口与从端口的电压比。
13.此外，本发明还提供了一种多交流端口的电力电子装置失效性能测试方法，采用所述的测试装置实现，包括以下步骤：
14.(1)、测试从端口与其中一个主端口的效率时，闭合与该端口对应的第二开关，使从端口输入端连接电网，输出端经主端口和第一开关后，与从端口输入端连接形成环流电路；然后控制从端口按照原有控制策略控制内部母线电压或者输出固定相位的高频方波信号，控制对应的主端口的控制策略为对端口连接电抗中的电流进行闭环控制；设定不同的电流指令，通过多次取点测试，获得不同功率等级下的效率曲线；同时测量温升曲线；
15.(2)、测试其中两个主端口时，闭合被测试的两个主端口对应的第一开关，从端口输入端连接电网，输出端依次经其中一个主端口、对应的两个第一开关、以及另一个主端口后连接从端口的输出端，形成环流电路；然后控制从端口按照原有控制策略控制内部母线电压或者输出固定相位的高频方波信号，控制其中一个主端口的控制策略为对端口连接电抗中的电流进行闭环控制，另一个端口的控制策略保持不变；设定不同的电流指令，通过多次取点测试，获得不同功率等级下的效率曲线；同时测量温升曲线。
16.所述步骤(1)中，从端口与主端口的电压等级相同，效率计算公式为：
[0017][0018]
其中，p
u3
表示主端口的输出功率；p
电网
表示电网输入功率；
[0019]
所述步骤(2)中，两个待测主端口的电压等级相同，效率计算公式为；
[0020][0021]
其中，p
u2
表示测试时控制策略改变的主端口的输出功率；p
电网
表示电网输入功率。
[0022]
此外，本发明还提供了另一种多交流端口的电力电子装置失效性能测试方法，采用所述的测试装置实现，包括以下步骤：
[0023]
(1)、测试从端口与其中一个主端口的效率时，闭合第三开关和与该端口对应的第二开关，使从端口输入端连接电网，输出端依次经主端口、第二开关、工频变压器t1、和第三开关后，与从端口输入端连接形成环流电路；然后控制从端口按照原有控制策略控制内部母线电压或者输出固定相位的高频方波信号，控制对应的主端口的控制策略为对端口连接
电抗中的电流进行闭环控制；设定不同的电流指令，通过多次取点测试，获得不同功率等级下的效率曲线；同时测量温升曲线；
[0024]
(2)、测试其中两个主端口时，断开第三开关，闭合其中一个被测试的主端口对应的第一开关以及另一个被测试的主端口对应的第二开关，使从端口输入端连接电网，输出端依次经其中一个主端口、对应的第一开关、工频变压器、第二开关后返回从端口的输出端，形成环流电路；然后控制从端口按照原有控制策略控制内部母线电压或者输出固定相位的高频方波信号，控制其中一个主端口的控制策略为对端口连接电抗中的电流进行闭环控制，另一个端口的控制策略保持不变；设定不同的电流指令，通过多次取点测试，获得不同功率等级下的效率曲线；同时测量温升曲线。
[0025]
所述步骤(1)中，从端口与主端口的电压等级不同，效率计算公式为：
[0026][0027]
其中，p
u3
表示主端口的输出功率；p
电网
表示电网输入功率；
[0028]
所述步骤(2)中，两个待测主端口的电压等级不同，效率计算公式为；
[0029][0030]
其中，p
u2
表示测试时控制策略改变的主端口的输出功率；p
电网
表示电网输入功率。
[0031]
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
[0032]
本发明提供了一种多交流端口电力电子装置失效性能测试电路及方法，通过将装置中各个端口通过测试连接电缆连接，并且在连接电缆上设置用于测试切换的开关，通过切换各个开关，可以实现装置中各个端口的测试，无需设置大功率负荷或可回馈负荷，相比于采用大功率负荷或可回馈负荷的方案，极大节省了实验装置的成本，同时避免了能源浪费，符合低碳节能的要求。本发明能够满足测试方案中对效率和温升测试指标的考核。在功率等级和端口数量多的电力电子装置失效性能测试中，本发明能够体现出很大的时间成本和经济成本的优势。
附图说明
[0033]
图1为本发明实施例一提供的一种多交流端口的电力电子装置失效性能测试电路的示意图；
[0034]
图2为本发明实施例一提供的一种多交流端口的电力电子装置失效性能测试电路的另一示意图；
[0035]
图3为本发明实施例二提供的一种多交流端口的电力电子装置失效性能测试电路的示意图；
[0036]
图4为本发明实施例二提供的一种多交流端口的电力电子装置失效性能测试电路的另一示意图；
[0037]
图5为本发明实施例三提供的一种多交流端口的电力电子装置失效性能测试电路的示意图；
[0038]
图6为本发明实施例三提供的一种多交流端口的电力电子装置失效性能测试电路的另一示意图；
[0039]
图7为本发明实施例三中主端口控制方式状态切换示意图。
具体实施方式
[0040]
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0041]
实施例一
[0042]
如图1所示，为本发明实施例一提供的一种多交流端口的电力电子装置失效性能测试电路的示意图，本实施例中，待测电力电子装置为两端口装置，包括一个从端口u1和一个主端口u2，所述从端口的输入端与交流电网连接，输出端通过母线与主端口的输入端连接；该测试电路包括温度传感器、温度记录仪、功率分析仪、多个控制开关和多根连接电缆；所述主端口和从端口上均设置有温度传感器，所述温度传感器的输出端与所述温度记录仪连接；所述从端口的输入端设置有第一电压电流探头，所述主端口的输出端设置有第二电压电流探头；所述第一电压电流探头和第二电压电流探头的输出端与所述功率分析仪连接；
[0043]
其中，交流电网是提供试验所需的交流电源，电压等级根据装置所需的电压等级决定。电路连接关系为：两端口装置由从端口u1和主端口u2及连接部分组成，其中从端口u1和主端口u2内部是由电力电子器件和内部电容电感等无源器件构成的电路，从端口u1和主端口u2的连接可以是直流母线，也可以是其它形式的连接关系。正常运行时，从端口u1接电网，主端口u2接三相交流负荷工作。主端口u2输出端电缆通过开关s1后通过线缆l1接回到从端口u1的输入端，形成测试所需的环流电路。
[0044]
本实施例中，从端口u1和主端口u2两者的电压等级可以一致，也可以不一致，根据装置的使用工况决定，当其电压等级不一致时，如图2所示，在电路中设置一开关s2和一工频变压器t1，其与开关s1并联连接。测试时，去掉负荷，根据主、从端口电压等级配置合适变比的工频变压器t1，如果电压等级相同，该工频变压器t1不需要设置。
[0045]
测试电路为：通过在主端口u2输出端口和交流电网输出端口加装电流、电压探头，连接到功率分析仪，可以测试获得不同功率等级下的效率曲线；通过2路温度传感器可以获得装置的不同部位的实时温度曲线和温升测试结果。
[0046]
测试方法为：当主端口u2电压与电网电压相等时，首先控制闭合开关s1，则主端口u2的电压与从端口u1相等。当主端口u2电压与电网电压不相等时，则闭合开关s2(注意开关s1和开关s2为互锁关系，不能同时闭合)，利用工频变频器t1调节二者电压，保证交流电网电压经过工频变频器t1变压后到u2端口的电压是其设计的输出电压等级(这样可以避免电网电压经过t1送到u2端口后，击穿u2内部的元部件)。待测装置的控制策略为：从端口u1按照原有控制策略控制内部母线电压或者输出固定相位的高频方波信号，主端口u2的控制策略由原来的闭环控制输出电压改为对端口连接电抗中的电流进行闭环控制，如图7中所示，在主端口中，avr与acr之间设置一个切换开关，逆变状态时，开关切换到逆变端子，电压经avr调节输出后进入acr，设定的电网相位θg输入acr输出后的dq-αβ坐标变换模块；当切换开关由逆变状态切换为测试状态后，电流测试所需的加载信号i
id
和i
iq
经切换开关输入acr
模块，同时dq-αβ坐标变换模块的电网相位信号由电网电压经过abc-αβ坐标变换后锁相而来。由于主端口u2的电压已经通过从端口u1施加，控制电流实际就控制输出功率，通过对主端口设定不同的电流指令值就可以得到不同的功率，该输出功率通过线缆l1重新进入装置中，不断在装置内部循环，稳定运行时交流电网只提供装置的损耗功率，这样就大大减少了电能在测试负载中的消耗，而且设定的测试功率档位是可以任意设置的，通过对主端口u2设置不同的电流值，多次取点测试，可以使得效率曲线的拟合度更好。效率计算公式为：
[0047][0048]
其中，p
u2
表示主端口u2的输出端测量到的功率值，p
电网
表示从端口u1的输入端测量到的功率值。
[0049]
本实施例中，设定为从端口u1接电网，主端口u2接三相交流负荷，从端口u1和主端口u2之间可以采用直流母线连接，也可以采用其它形式母线连接；在主端口u2的输出端口增加两组线缆，分别串接开关s1和开关s2，其中根据交流电网电压和主端口u2设计的输出电压的变比，增加一个于此变比一致的工频变压器t1，保证交流电网电压经过t1变压后到u2端口的电压是其设计的输出电压等级(这样可以避免电网电压经过t1送到u2端口后，击穿u2内部的电力电子器件)，如果u1和u2端口电压一致，则该变压器t1可以不接。开关s1的一端连接到u2输出端口，另一端连接到u1输入端口，s2的一端连接到u2的输出端口，另一端连接到t1的原边，t1的副边也连接到u1的输入端口。开关s1和s2是互锁关系，开关所在的线缆尺寸要能满足装置的所有端口最大功率长时间运行。通过在u2输出端口和交流电网输出端口加装电流、电压探头，连接到功率分析仪，可以测试获得不同功率等级下的效率曲线；通过2路温度传感器可以获得装置的不同部位的实时温度曲线和温升测试结果。
[0050]
实施例二
[0051]
如图3所示，为本发明实施例二提供的一种多交流端口的电力电子装置失效性能测试电路的示意图，本实施例中，待测电力电子装置为三端口装置，其中u1为从端口，u2和u3为主端口。其中从端口u1、主端口u2和u3内部是由电力电子器件和内部电容电感等无源器件构成的电路与两端口装置不同的是，功率可以在任意两个端口中传递，所以效率测试要分成两两端口进行。电路连接关系为：在实施例一的两端口装置的试验电路基础上，在主端口u3输出端电缆通过开关s3(或者开关s4和工频变压器t1)后通过线缆l1和开关s5接回到从端口u1的输入端，形成测试所需的环流电路。
[0052]
测试电路为：通过在主端口u2输出端口、主端口u3输出端口和交流电网输出端口加装电流、电压探头，连接到功率分析仪，可以测试获得不同功率等级下的效率曲线；通过3路温度传感器可以获得装置的不同部位的实时温度曲线和温升测试结果。
[0053]
测试方法为：
①
当测试从端口u1和主端口u2这两个端口的效率时，开关s5闭合，开关s3和开关s4断开，控制闭合开关s1，按照实施例一中的两端口的效率曲线测试方法进行即可，控制策略不变。效率计算公式为：
[0054][0055]
其中，p
u2
表示主端口u2的输出端测量到的功率值，p
电网
表示从端口u1的输入端测量到的功率值。
[0056]
此外，与实施例一相同的是，当主端口u2与交流电网的电压等级不一致时，控制闭合开关s2，断开开关s1，利用工频变压器t1来实现电压的匹配，按照同样的方法进行测试。
[0057]
②
当测试从端口u1和主端口u3这两个端口的效率时，开关s5闭合，开关s1和开关s2断开，控制闭合开关s3或者开关s4，按照与实施例一相同的两端口的效率曲线测试方法进行即可，控制策略不变。效率计算公式为：
[0058][0059]
其中，p
u3
表示主端口u3的输出端测量到的功率值，p
电网
表示从端口u1的输入端测量到的功率值。
[0060]
③
当测试主端口u2和主端口u3这两个端口的效率时，开关s5断开，开关s2和开关s4断开，控制闭合开关s1和开关s3，则主端口u2和主端口u3端口电压相等。控制策略为：从端口u1按照原有控制策略控制内部母线电压或者输出固定相位的高频方波信号，主端口u2的控制策略由原来的闭环控制输出电压改为对端口连接电抗中的电流进行闭环控制，切换方法与实施例一相同，主端口u3的控制策略保持不变，主端口u2电压由主端口u3进行控制，由于主端口u2和主端口u3连接在一起，控制电流实际就控制输出功率，通过设定不同的电流指令值就可以得到不同的功率，实际功率从交流电网出来后经过从端口u1进入主端口u2后，再经过开关s1和开关s3进入主端口u3，通过内部母线回到主端口u2，功率在主端口u2和主端口u3之间形成环流，稳定运行时交流电网和u1只提供装置的损耗功率，这样就大大减少了电能在测试负载中的消耗，而且设定的测试功率档位是可以任意设置的，通过多次取点测试，使得效率曲线的拟合度更好。效率计算公式为：
[0061][0062]
其中，p
u2
表示主端口u2的输出端测量到的功率值，p
电网
表示从端口u1的输入端测量到的功率值。
[0063]
此外，当主端口和从端口的电压不一致时，如图4所示，需要重新增加一个不同变比的工频变压器t2，开关s4的另一端要接到t2的原边，t2的副边也连接到u1的输入端口，工频变压器t1与工频变压器t2是并联关系，工频变压器t2的变比等于主端口u2和主端口u3的电压比，保证主端口u3的输出电压经过工频变压器t2变压后到主端口u2的电压是其设计的输出电压等级，这样可以避免击穿u2内部的电力电子器件。此时，测试主端口u2和主端口u3这两个端口的效率时，控制开关s5断开，开关s1和s4闭合，开关s2和开关s3断开，使交流电网经从端口u1、主端口u2、开关s1、工频变压器t2、开关s4、主端口u3后回到母线端形成测试所需的环流电路；或者控制开关s5断开，开关s1和s4断开，开关s2和开关s3闭合，使使交流电网经从端口u1、主端口u2、开关s2、工频变压器t2、开关s3、主端口u3后回到母线端形成测试所需的环流电路；测试方法与上相同。
[0064]
本实施例针对三端口电力电子装置，主端口u3通过内部母线与从端口u1和主端口u2并联，在两端口装置的测试电路的基础上，将主端口u3的输出端与主端口u2类似，同样增加两组线缆和开关s3和s4，此处根据大多数运行工况，认为主端口u3和主端口u2的输出电压设定值一样，s3的一端连接到主端口u3输出端口，另一端连接到从端口u1输入端口，s4的一端连接到u3的输出端口，另一端连接到t1的原边；如果主端口u2和主端口u3是输出电压
设定值不同，则需要重新增加一个不同变比的工频变压器t2，s4的另一端要接到t2的原边，t2的副边也连接到u1的输入端口，t1与t2是并联关系。在l1线缆靠近u1输入端的地方增加开关s5，用于u2和u3端口的效率测试。开关s3和s4是互锁关系，开关所在的线缆尺寸要能满足装置的所有端口最大功率长时间运行，开关s1(或s2)和开关s3(或s4)是根据测试工况可以同时闭合的，不是互锁关系。通过在u2输出端口、u3输出端口和交流电网输出端口加装电流、电压探头，连接到功率分析仪，可以测试获得不同功率等级下的效率曲线；通过3路温度传感器可以获得装置的不同部位的实时温度曲线和温升测试结果。
[0065]
实施例三
[0066]
如图5所示，本发明实施例三提供了一种多交流端口的电力电子装置失效性能测试电路，本实施例中，待测电力电子装置为四端口装置，其中u1为从端口，u2、u3和u4为主端口。其中从端口u1,主端口u2、u3、u4内部是由电力电子器件和内部电容电感等无源器件构成的电路,与三端口装置类似，功率可以在四个端口中传递，也可以在任意两个或三个端口传递，所以效率测试要分成两两端口进行。电路连接关系为：在三端口装置的试验电路基础上，在主端口u4输出端电缆通过开关s6经过线缆l2和开关s7接回到从端口u1的输入端，同时通过线缆l3将开关s5和开关s7并联，形成测试所需的环流电路。本实施例中，从端口u1与主端口u4的端口电压相同，主端口u2和主端口u3的端口电压相同。
[0067]
测试电路为：通过在u2输出端口、u3输出端口、u4输出端口和交流电网输出端口加装电流、电压探头，连接到功率分析仪，可以测试获得不同功率等级下的效率曲线；通过4路温度传感器可以获得装置的不同部位的实时温度曲线和温升测试结果。
[0068]
测试方法为：
①
当测试从端口u1和主端口u2这两个端口的效率时，开关s5闭合，开关s3和开关s4断开，开关s6和开关s7断开，控制闭合开关s1或开关s2(当从端口u2电压与交流电网电压不一致时)，按照两端口的效率曲线测试方法进行即可，控制策略不变。效率计算公式为：
[0069][0070]
其中，p
u2
表示主端口u2的输出端测量到的功率值，p
电网
表示从端口u1的输入端测量到的功率值。
[0071]
②
当测试从端口u1和主端口u3这两个端口的效率时，开关s5闭合，开关s1和开关s2断开，开关s6和开关s7断开，控制闭合开关s3或者开关s4((当从端口u3电压与交流电网电压不一致时)，按照两端口的效率曲线测试方法进行即可，控制策略不变。效率计算公式为：
[0072][0073]
其中，p
u3
表示主端口u3的输出端测量到的功率值，p
电网
表示从端口u1的输入端测量到的功率值。
[0074]
③
当测试主端口u2和主端口u3这两个端口的效率时，s5断开，s2和s4断开，s6和s7断开，控制闭合s1和s3，则主端口u2和主端口u3端口电压相等。控制策略与三端口装置的策略相同，即控制从端口u1按照原有控制策略控制内部母线电压或者输出固定相位的高频方波信号，主端口u2的控制策略由原来的闭环控制输出电压改为对端口连接电抗中的电流进
行闭环控制，主端口u3的控制策略保持不变。效率计算公式为：
[0075][0076]
其中，p
u2
表示主端口u2的输出端测量到的功率值，p
电网
表示从端口u1的输入端测量到的功率值。
[0077]
④
当测试从端口u1和主端口u4这两个端口的效率时，开关s5断开，开关s2和开关s4断开，开关s1和开关s3断开，控制闭合开关s6和开关s7，此时从端口u1和主端口u4端口电压相等。控制策略为：u1单元按照原有控制策略控制内部母线电压或者输出固定相位的高频方波信号，u4单元的控制策略改为对端口连接电抗中的电流进行闭环控制，该端口电压由u1单元进行控制，由于从端口u1和主端口u4连接在一起，控制电流实际就控制输出功率，通过设定不同的电流指令值就可以得到不同的功率，实际功率从交流电网出来后经过u1后，通过内部母线进到u4，然后又通过线缆l2回到u1，功率在u1和u4之间形成环流，稳定运行时交流电网只提供装置的损耗功率，这样就大大减少了电能在测试负载中的消耗，而且设定的测试功率档位是可以任意设置的，通过多次取点测试，使得效率曲线的拟合度更好。效率计算公式为：
[0078][0079]
其中，p
u4
表示主端口u4的输出端测量到的功率值，p
电网
表示从端口u1的输入端测量到的功率值。
[0080]
⑤
当测试主端口u2和主端口u4这两个端口的效率时，若主端口u2和主端口u4端口电压相等时，控制开关s5断开，开关s7断开，开关s2和开关s4断开，开关s3断开，控制闭合开关s1和开关s6，此时，交流电网经从端口u1、主端口u2、开关s1、开关s6、主端口u4后回到主端口u2输入端形成测试所需的环流电路；若主端口u2和主端口u4端口电压不相等时，如图6所示，控制闭合开关s2和开关s6，控制开关s5断开，开关s7断开，开关s2和开关s4断开，开关s3断开，此时，交流电网经从端口u1、主端口u2、开关s2、工频变频器t1、开关s6、主开关u4后回到主端口u2输入端形成测试所需的环流电路。控制策略为：从端口u1按照原有控制策略控制内部母线电压或者输出固定相位的高频方波信号，主端口u2的控制策略由原来的闭环控制输出电压改为对端口连接电抗中的电流进行闭环控制，主端口u4的控制策略保持不变，主端口u2的端口电压由主端口u4进行控制，由于主端口u2和主端口u4连接在一起，控制电流实际就控制输出功率，通过设定不同的电流指令值就可以得到不同的功率，实际功率从交流电网出来后经过u1进入u2后，再经过开关s1和s6进入u4，通过内部母线回到u2，功率在u2和u4之间形成环流，稳定运行时交流电网和u1只提供装置的损耗功率，这样就大大减少了电能在测试负载中的消耗，而且设定的测试功率档位是可以任意设置的，通过多次取点测试，使得效率曲线的拟合度更好。效率计算公式为：
[0081][0082]
⑥
当测量主端口u3和主端口u4这两个端口的效率时，测试方法与测试主端口u2和主端口u4这两个端口相同。控制开关s5断开，s7断开，s2和s4断开，s1断开，控制闭合s3和
s6，则u3和u4端口电压相等。控制策略为：u1单元按照原有控制策略控制内部母线电压或者输出固定相位的高频方波信号，u3单元的控制策略由原来的闭环控制输出电压改为对端口连接电抗中的电流进行闭环控制，该端口电压由u4单元进行控制，u4单元的控制策略保持不变，由于u3单元和u4单元连接在一起，控制电流实际就控制输出功率，通过设定不同的电流指令值就可以得到不同的功率，实际功率从交流电网出来后经过u1进入u3后，再经过s3和s6进入u4，通过内部母线回到u3，功率在u3和u4之间形成环流，稳定运行时交流电网和u1只提供装置的损耗功率，这样就大大减少了电能在测试负载中的消耗，而且设定的测试功率档位是可以任意设置的，通过多次取点测试，使得效率曲线的拟合度更好。效率计算公式为：
[0083][0084]
当需要测量功率反向时的两两端口效率时，只需给两个端口中的主端口的电流指令值赋反方向值即可。
[0085]
本实施例中，针对四端口及以上装置中，将剩余主端口(如u4)通过内部母线与u1、u2和u3并联，形成多端口的拓扑结构。在三端口装置的测试电路的基础上，将主端口u4的输出端通过开关s6与s7所在的线缆l2连接，l2的另一侧与u1的输入端口连接，同时s5的开关一侧通过l3线缆与s7的开关一侧连接。如果主端口u4的电压等级与从端口u1的不一致，则参照主端口u3的做法，根据需要配置变比一致的工频变压器。通过在u2输出端口、u3输出端口、u4输出端口和交流电网输出端口加装电流、电压探头，连接到功率分析仪，可以测试获得不同功率等级下的效率曲线；通过4路温度传感器可以获得装置的不同部位的实时温度曲线和温升测试结果。
[0086]
需要作出说明的是，对于超过四个交流端口的装置，测量方法和测量装置与上述三端口和四端口类似，测量时通过开关控制对应的端口形成测试环路，控制其中一个主端口的控制策略为由原来的闭环控制输出电压改为对端口连接电抗中的电流进行闭环控制，其它端口的控制策略则保持不变，对于各个待测端口的电压不一致的情况下，通过设置工频变压器进行电压匹配即可。对于端口不区分主、从端口控制方式的电力电子装置，不在本专利的保护范围内。
[0087]
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。