具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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作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。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

电源系统框图如图1所示，整个系统由电压源、线缆等效总电阻R_line、线缆等效自感L_line、负载或二次电源组成，其中v_o为电压源输出电压(即线缆源端电压)，v_L为负载端电压或二次电源输入电压(即线缆末端电压)，i_line为线缆流经的电流，C_aux为检测中需要添加的辅助电容。电压源通过较长线缆为负载系统提供电压和电流，由于线缆总电阻R_line的存在，稳态时线缆末端电压低于电压源实际输出电压，从而导致负载端电压或二次电源输入电压低于期望电压，影响系统正常工作。

为了在电压源的闭环控制中对远距离线缆电阻造成的压降进行补偿，实现对线缆末端电压精确调节，其前提条件是能够检测出任意长线缆的电阻值。下面对本发明所提出的基于锁相环的远端线缆电阻检测方法进行详细介绍。

如图2所示，本例的实现远端电压精确控制的线缆电阻检测电路包括第一开关、线缆电阻检测回路和辅助电容，其中，所述辅助电容并联在长线缆末端，所述第一开关和所述线缆电阻检测回路均设置在长线缆源端，其中，所述第一开关串接在电源输出端，所述线缆电阻检测回路并接在所述第一开关电源输出端，所述线缆电阻检测回路包括电压检测电路、电流采样电路、锁相环和第二开关，所述电压检测电路、电流采样电路分别用于采集线缆源端的电压和电流，其输出端分别与锁相环输入端相连，所述锁相环输出端输出初始频率为f_ref的正弦电压信号，并通过第二开关注入到线缆源端，当线缆源端注入的正弦电压信号与线缆响应电流相位差为0时，锁相环对其输出的正弦电压信号进行频率锁定。

具体的，本例锁相环路是一种已有的反馈控制电路结构，简称锁相环(PLL，Phase-Locked Loop)。锁相环的特点是：利用外部输入的参考信号控制环路内部振荡信号的频率和相位。因锁相环可以实现输出信号频率对输入信号频率的自动跟踪，所以锁相环通常用于闭环跟踪电路。锁相环在工作的过程中，当输出信号的频率与输入信号的频率相等时，输出电压与输入电压保持固定的相位差值，即输出电压与输入电压的相位被锁住，这就是锁相环名称的由来。锁相环通常由鉴相器(PD，Phase Detector)、环路滤波器(LF，LoopFilter)和压控振荡器(VCO，Voltage Controlled Oscillator)三部分组成。

本发明中，与传统锁相环控制电路不同的是：压控振荡器输出的正弦电压激励既作为锁相环的输出，又作为锁相环的输入信号与线缆响应电流输入信号进行相位比较。

本发明对线缆末端电压进行精准调节的原理为：

在电压源工作前期，断开S₁，闭合S₂，压控振荡器输出初始频率为f_ref的正弦电压信号注入到长线缆源端，对正弦电压激励和线缆响应电流进行采样，并通过鉴相器进行相位监测，鉴相器将检测出的相位差信号转换成电压信号输出，经环路滤波器进行处理后形成压控振荡器的控制电压，从而对压控振荡器输出的正弦电压信号的频率进行调整，当相位差为0时，锁相环对压控振荡器输出的正弦电压信号进行频率锁定。根据阻抗特性，当线缆源端注入的正弦电压激励信号与线缆响应电流相位差为0时，表明线缆自感L_line与辅助电容C_aux发生谐振，即压控振荡器输出的正弦电压频率位于谐振频率处。此时线缆源端的输入阻抗呈电阻特性，采样当前频率下正弦电压和线缆响应电流数据，根据即可得到当前所用线缆的电阻值。其中，I_line(t)为t时刻线缆流经的电流，V_sine(t)为t时刻正弦电压值。

最后，断开S₂，闭合S₁，根据v_o(t)＝V_L+i_line(t)R_line，对电压源输出电压进行闭环控制，实现线缆末端电压的精确调节，其中，V_L为负载系统期望的输入电压。也可以通过线缆的压降对源端的电压进行实时补偿，从而使线缆末端的输出电压为期望值。

如图3所示，本例的实现源端电压精确控制的线缆电阻检测方法具体步骤如下：

Step1：在线缆末端并联辅助电容C_aux；

Step2：利用压控振荡器输出初始频率为f_ref的正弦电压信号，并注入到线缆源端；

Step3：采样正弦电压激励和线缆响应电流，判断二者相位差并将相位差转换为压控振荡器的控制电压；

Step4：判断相位差是否为0，如果不为0，则通过控制电压调节压控振荡器输出的正弦电压的频率，直至相位差为0，此时锁定频率，该频率即为线缆电感与辅助电容的谐振频率；

Step5：根据该谐振频率下同时刻正弦电压和线缆响应电流值得到线缆电阻值，即

本发明基于锁相环的线缆电阻精确检测方法，即通过检测线缆源端激励电压、线缆响应电流，能够在线缆源端得到长线缆的电阻值，从而可以实现对线缆末端电压的远端精确控制，具有以下有益效果：

(1)仅通过激励信号、辅助电容和锁相环原理便可以准确得到线缆电阻值，逻辑简单，易于实现；

(2)该方法解决了远距离线缆电阻压降导致负载系统欠压的问题，可以实现对线缆末端电压的精确控制，无需外挂长线缆检测负载系统输入电压，且对负载系统无任何冲击影响；

(3)该方法能够实现仅在长线缆的单端进行线缆电阻检测；

(4)该方法对引入的辅助电容容值无特殊要求；

(5)该方法可以应用于任意电源系统，不受负载系统的电路结构制约，具有普适性。

为实现上述目的，本发明还提出一种远距离输电线缆末端电压控制系统，其特征在于，所述系统包括：存储器、处理器、以及存储在所述存储器上的远距离输电线缆末端电压控制程序，所述远距离输电线缆末端电压控制程序被所述处理器调用时执行如上实施例所述的方法的步骤，这里不再赘述。

为实现上述目的，本发明还提出一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有远距离输电线缆末端电压控制程序，所述远距离输电线缆末端电压控制程序被处理器调用时执行如上实施例所述的方法的步骤，这里不再赘述。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。