一種基于延時信號消除法的改進型三相鎖相環(huán)技術的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于延時信號消除法的三相鎖相環(huán)技術，通過在傳統(tǒng)三相鎖相環(huán)中插入級聯(lián)延時信號消除器并設計合理的延遲因子，實現電網電壓諧波的濾除以及電網電壓畸變對鎖相產生的影響，同時，通過引入兩個比例放大環(huán)節(jié)以克服由延時信號消除器產生的幅值和相位誤差的問題。本發(fā)明的鎖相算法能夠完全濾除電網電壓中的諧波成分，增強了鎖相環(huán)的魯棒性，實現了對電網電壓幅值、頻率和相位的精準快速檢測和提取，保證了分布式發(fā)電系統(tǒng)并網的可靠性。
【專利說明】
一種基于延時信號消除法的改進型三相鎖相環(huán)技術
技術領域
[0001] 本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)中電網同步技術領域，涉及一種基于延時信號消除法的鎖相 環(huán)技術，具體涉及一種諧波免疫的基于延時信號消除法和相位與幅值誤差補償器的改進型 三相鎖相環(huán)技術。
【背景技術】
[0002] 隨著風力發(fā)電、光伏發(fā)電等新能源發(fā)電技術的大力發(fā)展，分布式發(fā)電系統(tǒng)的逆變 并網技術日益受到重視。其中，并網逆變器正常工作需要準確的電網電壓相位和頻率信息， 然而，電網電壓常存在大量的諧波分量，影響并網逆變器的運行性能。因此，快速精準的電 網電壓同步鎖相技術顯得尤為重要?，F有三相同步鎖相環(huán)控制方法將三相電壓變換到同步 旋轉坐標下，通過比例積分控制器使d軸或q軸信號為零，實現電網電壓鎖相。該方法在在理 想電網情況下能夠精確、快速的提取相位和頻率信息，但在電網電壓畸變的情況下會出現 鎖相錯誤，存在穩(wěn)態(tài)誤差及動態(tài)響應較慢等缺點。
[0003] 授權公告號為CN103558436B的中國專利提出了一種基于單相鎖相環(huán)的電網電壓 幅值、頻率和相位的檢測方法，該鎖相環(huán)技術在輸入信號同時存在諧波和直流偏移的情況 下準確提取電網電壓幅值、頻率和相位信息，但這種方法只涉及單相電網電壓，對實際三相 電網電壓幅值、頻率和相位的檢測提取方法并未提及;授權公告號為CN103267897B的中國 專利提出了一種基于反Park變換的三相鎖相環(huán)，該鎖相環(huán)以三相電網為背景，在各種電網 三相不平衡和頻率突變等情況下也能有效跟蹤電網電壓正序基頻分量的相位，但這種方法 主要針對電網電壓三相不平衡和頻率突變的情況，對電網電壓存在諧波時的情況并未提 及。申請公告號為CN104901685A的中國專利提出了一種基于自適應陷波器的鎖相環(huán)，該鎖 相環(huán)采用自適應陷波器，實現對諧波和閃變條件下的微電網電壓相位的鎖相，但這種方法 無法保證濾除電網電壓里的所有諧波。因此，這些算法均難以應用于三相電網存在各次諧 波的場合中，有必要研究一種適用于三相電網諧波環(huán)境的鎖相環(huán)技術，實現精確的電網電 壓基波幅值、頻率和相位信息提取，可廣泛應用于功率變流技術，分布式并網系統(tǒng)等場合。

【發(fā)明內容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于解決三相鎖相環(huán)在諧波存在的情況下無法獲得精準電網電壓 幅值、頻率和相位信息的問題，提出一種基于延時信號消除法的改進型鎖相環(huán)算法，以消除 電網電壓諧波對電網電壓幅值、頻率和相位檢測的影響。
[0005] 本發(fā)明的具體技術方案為：一種基于延時信號消除法的三相鎖相環(huán)技術，具體包 括如下步驟：
[0006] S1，三相電網電壓作為三相鎖相環(huán)的輸入信號，通過Clark變換將三相電壓變換至 兩相靜止坐標系，得到兩相靜止坐標系下的電壓分量 Vg4PVgii;
[0007] S2,建立延時信號消除模塊，采用S1中的Vga和Vge，提取出兩相靜止坐標系下電網 電壓基波正序分量；
[0008] S3，將S2中得到的電壓基波正序分量作為同步旋轉變換的輸入信號，設計比例放 大環(huán)節(jié)進行幅值和相位誤差補償，獲得電網電壓的幅值、頻率和相位信息。
[0009] 進一步的，步驟S1中獲得兩相靜止坐標系下的電壓分量vga和Vge的具體過程為:設 三相電網電壓為Vabc，由基波正序分量和多種頻率的分量組成，其函數表達式為：
[0011] 式中，F;:為電網電壓基波正序分量的電壓幅值，Vn為直流偏移(n = 0)和電網電壓η 次諧波的電壓幅值；Φ4ΡΦη分別為電網電壓基波正序分量的初始相位角和電網電壓η次諧 波的初始相位角；為電網電壓頻率。
[0012] 通過Clark變換，兩相靜止坐標系下的Vg4PVg{i函數表達式為：
[0014] 進一步的，步驟S2中建立延時信號消除模塊獲得電壓基波正序分量的具體過程 為：
[0015] 延時信號消除模塊由五個不同延遲因子1!(11 = 2,4,8，16,32)的延時信號消除器組 成。對于延遲因子為η的延時信號消除器而言，其將輸入信號Vg4P Vg{i延時1/n個基波周期， 獲得信號Vga(t-T/n)和vgf!(t-T/n)，將v ga(t-T/n)與2π/η的余弦值相乘，得到的值與Vga相加 后再與vge(t-T/n)與2Vn的正弦值的乘積相減，相減后的值乘以1/2得到輸出信號v' ga;將 vga(t-T/n)與2Vn的正弦值相乘，得到的值與vga相加后再與v gi!(t-T/n)與2Vn的余弦值的 乘積相加，相加后的值乘以1/2得到輸出信號V' ge，其數學表達式為：
[0017]對公式(3)進行拉普拉斯變換后可得到：
[0019]因此，一個延遲因子為η的延時信號消除器的傳遞函數為：
[0021]式中，Τ為電網電壓的額定周期。
[0022]將s = j ω代入公式(5)能夠得到下式：
[0026] 式中，ω〇表示電網電壓的額定角頻率。
[0027] 公式(7)表示，一個延遲因子為η的延時信號消除器可以濾除階數為h = nk+l+n/2 仏=0，±1，±2，±3，."）的諧波，保留階數為11 =吐+1仏=±1，±2，±3，."）的諧波。因此，11 =2的延時信號消除器可以濾除所有階數為h = 2(k+l)(k = 0，±l，±2，±3,…）的諧波，即 所有偶次諧波；n = 4的延時信號消除器可以濾除所有階數為h = 4k-l(k = 0, ±1，±2, 土 3，···）的諧波，即-5，-1，+3，+7,……次諧波;n = 8的延時信號消除器可以濾除所有階數為h = 8k-3(k = 0, ±1，±2, ±3，···）的諧波，BP-11，-3，+5，+ 13,......次諧波;n = 16的延時信號 消除器可以濾除所有階數為11=161^-7仏=0，±1，±2，±3，."）的諧波，8口-23，-7，+9，+ 25,……次諧波;η = 32的延時信號消除器可以濾除所有階數為h = 32k-l5(k = 0，± 1，±2， ± 3，…）的諧波，SP-47，-15，+17，+49，……次諧波。
[0028] 根據上述分析可以看出，通過級聯(lián)五個延遲因子分別為1! = 2,4,8，16,32的延時信 號消除器可以濾除所有諧波，獲得兩相靜止坐標系下電網電壓基波正序分量^^和^』，其 函數表達式為：
[0030]而五個級聯(lián)延時消除信號控制器產生的相位偏移的函數表達式為：
[0032]式中，Δ cog為電網電壓頻率與額定值之間的偏移量。[0033]五個級聯(lián)延時消除信號控制器產生的幅值誤差函數表達式為：
[0035]進一步的，步驟S3中將S2中獲得的電壓基波正序分量作為同步旋轉坐標系的輸入 信號，設計比例放大環(huán)節(jié)以進行幅值和相位誤差補償，提取電網電壓的幅值、頻率和相位信 息的具體過程為：
[0036]將S2中獲得的電網電壓基波正序分量與測得的上一周期的電網電壓相位值 &的余弦值相乘，電網電壓基波正序分量與測得的上一周期的電網電壓相位值色的正 弦值相乘，再將兩個乘積值相加獲得。將S2中獲得的電網電壓基波正序分量與測得 的上一周期的電網電壓相位值:?的正弦值相乘，電網電壓基波正序分量與測得的上一 周期的電網電壓相位值私的余弦值相乘，再將兩個乘積值相減獲得。和的數學 表達式為：
[0038] 將獲得的輸入比例積分控制器，從而輸出本周期的電網電壓頻率偏移量Δ ω g，將Λ ω g與理想電網電壓頻率ω g相加后獲得本周期電網電壓頻率值，將該頻率值通入 積分器獲得本周期補償前的電網電壓相位值。
[0039] 將獲得的本周期的電網電壓頻率增量Δ cog通入比例放大環(huán)節(jié)冬得到補償由 延時信號消除模塊引起的相位誤差，~的函數表達式為：
[0041] 將獲得的本周期的補償前電網電壓相位值|與相加，即可得到本周期的電網 電壓相位值％
[0042] 將獲得的電網電壓頻率增量Δ ω g通入比例放大環(huán)節(jié)14.Δω〗，再與相除得到本 周期的電網電壓幅值。其中，kv的函數表達式為：
[0044] 本發(fā)明的優(yōu)點在于，在傳統(tǒng)的三相同步鎖相環(huán)中加入延時信號消除模塊，能夠濾 除電網電壓中的所有諧波，從而避免了電網畸變對鎖相性能的影響，增強了鎖相環(huán)的魯棒 性；同時加入兩個比例放大環(huán)節(jié)進行相位補償和幅值補償，實現了頻率跳變下相位與幅值 的無靜差提取。
【附圖說明】
[0045] 圖1電網電壓基波頻率、相位和幅值提取原理框圖。
[0046] 圖2延時信號模塊結構示意圖原理框圖。
[0047]圖3延遲因子為η的延時信號消除器原理框圖。
[0048] 圖4延遲因子為4的延時信號消除器和級聯(lián)延時信號消除器的伯德圖。
[0049] 圖5電網電壓三相跌落時，基波幅值、頻率和相位提取動態(tài)效果圖。
[0050] 圖6電網電壓頻率跳變時，基波幅值、頻率和相位提取動態(tài)效果圖。
[0051] 圖7電網電壓存在直流偏置時，基波幅值、頻率和相位提取動態(tài)效果圖。
[0052]圖8電網電壓存在諧波時，基波幅值、頻率和相位提取動態(tài)效果圖。
【具體實施方式】
[0053]下面結合附圖對本發(fā)明的實施例作詳細說明：本實施例在以本發(fā)明技術方案為前 提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護范圍不限于下 述的實施例。
[0054]本發(fā)明的鎖相環(huán)實現方法，具體包括如下步驟：
[0055] S1，三相電網電壓作為三相鎖相環(huán)的輸入信號，通過Clark變換將三相電壓變換至 兩相靜止坐標系，得到兩相靜止坐標系下的電壓分量Vg4PVge;
[0056] S2,建立延時信號消除模塊，采用S1中的Vg4PVg{i，提取出兩相靜止坐標系下電網 電壓基波正序分量；
[0057] S3,將S2中得到的電壓基波正序分量作為同步旋轉變換的輸入信號，設計比例放 大環(huán)節(jié)進行幅值和相位誤差補償，獲得電網電壓的幅值、頻率和相位信息。
[0058]圖1為電網電壓基波頻率、相位和幅值提取原理框圖。設三相電網電壓為vabc，由基 波正序分景和多種頻率的分景組成，其函數表達式為：
[0060] 式中，K為電網電壓基波正序分量的電壓幅值，Vn為直流偏移(n = 0)和電網電壓η 次諧波的電壓幅值；Φ4ΡΦη分別為電網電壓基波正序分量的初始相位角和電網電壓η次諧 波的初始相位角；為電網電壓頻率。
[0061] 通過Clark變換，兩相靜止坐標系下的vga和函數表達式為：
[0063]圖2為延時信號消除模塊的結構示意圖，延時信號消除模塊由五個延時信號消除 器組成，延遲因子分別為11 = 2,4,8，16,32。圖3為延遲因子為11的延時信號消除器的原理框 圖。延時信號消除模塊由五個不同延遲因子n(n = 2,4,8，16,32)的延時信號消除器組成。針 對延遲因子為η的延時信號消除器，延時信號消除器將輸入信號Vg4P Vg{i延時1/n個基波周 期，從而提取出信號vga(t-T/n)和vgf!(t-T/n)，將得到的v ga(t-T/n)與2π/η的余弦值相乘，得 到的值與vg4目加后再與vge(t-T/n)與2π/η的正弦值的乘積相減，相減后的值乘以1/2得到 輸出信號vV;將得到的v ga(t_T/n)與2Vn的正弦值相乘，得到的值與vga相加后再與vgi!(t-T/n)與2Vn的余弦值的乘積相加，相加后的值乘以1/2得到輸出信號 V'ge，其數學表達式為：
[0067]因此，一個延遲因子為η的延時信號消除器的傳遞函數為：
[0069] 式中，T為電網電壓的額定周期。
[0070] 將s = j ω代入公式(5)能夠得到下式：
[0074] 式中，ω〇表示電網電壓的額定角頻率。
[0075]由公式(7)可以得到，一個延遲因子為η的延時信號消除器可以濾除階數為h = nk+ l+n/2(k = 0，±1，±2，±3，···）的諧波，保留階數為h = nk+l(k= ±1，±2，±3，···）的諧波。 因此，n = 2的延時信號消除器可以濾除所有階數為h = 2(k+l)(k = 0，±l，±2，±3,…）的諧 波，即所有偶次諧波;n = 4的延時信號消除器可以濾除所有階數為h = 4k-l(k = 0，±l，±2， ±3,…）的諧波，即-5，-1，+3，+7,……次諧波;n = 8的延時信號消除器可以濾除所有階數為 h = 8k-3(k = 0, ± 1，±2, ±3，···）的諧波，BP-11，-3，+5，+13,......次諧波;n= 16的延時信號 消除器可以濾除所有階數為11=161^-7仏=0，±1，±2，±3，."）的諧波，8口-23，-7，+9，+ 25，……次諧波;η = 32的延時信號消除器可以濾除所有階數為h = 32k-l5 (k = 0，± 1，± 2， ± 3，…）的諧波，SP-47，-15，+17，+49，……次諧波。
[0076]根據上述分析有，通過級聯(lián)五個延遲因子分別為1! = 2,4,8，16,32的延時信號消除 器可以濾除所有諧波，獲得兩相靜止坐標系下電網電壓基波正序分量，其函數表 達式為：
[0078]而五個級聯(lián)延時消除信號控制器產生的相位偏移的函數表達式為：
[0080] 式中，Δ cog為電網電壓頻率與額定值之間的偏移量。
[0081] 五個級聯(lián)延時消除信號控制器產生的幅值誤差函數表達式為：
[0083]將S2中獲得的電網電壓基波正序分量與測得的上一周期的電網電壓相位值 %的余弦值相乘，電網電壓基波正序分量V#,與測得的上一周期的電網電壓相位值《1的正 弦值相乘，再將兩個乘積值相加獲得將S2中獲得的電網電壓基波正序分量與測得 的上一周期的電網電壓相位值^的正弦值相乘，電網電壓基波正序分量^抑與測得的上一 周期的電網電壓相位值I,的余弦值相乘，再將兩個乘積值相減獲得的數學 表達式為：
[0085] 將獲得的輸入比例積分控制器，從而輸出本周期的電網電壓頻率偏移量Δ ω g，將Λ ω g與理想電網電壓頻率ω g相加后獲得本周期電網電壓頻率值，將該頻率值通入 積分器獲得本周期補償前的電網電壓相位值^。
[0086] 將獲得的本周期的電網電壓頻率增量Δ cog通入比例放大環(huán)節(jié)蛉得到補償由延 時信號消除模塊引起的相位誤差，知的函數表達式為：
[0088] 將獲得的本周期的補償前電網電壓相位值乞與^^相加，即可得到本周期的電網 電壓相位值
[0089] 將獲得的電網電壓頻率增量Δ cog通入比例放大環(huán)節(jié)1·^Δ<，再與相除得到本 周期的電網電壓幅值。其中，kv的函數表達式為：
[0091] 圖4為延遲因子為4的延時信號消除器和級聯(lián)延時信號消除器的伯德圖，其中圖4 (a)為延遲因子為4的延時信號消除器的伯德圖，圖4(b)為級聯(lián)延時信號消除器的伯德圖。 可以看出，對于n = 4的延時信號消除器，所有階數為h = 4k-l(k = 0, ± 1，±2, ±3，···）的諧 波的幅值增益為〇,而基波正序分量的幅值增益為1，。這表明n = 4的延時信號消除器濾除了 所有階數為h = 4k-l(k = 0, ±1，±2, ±3,…）的諧波，保留了基波正序分量。對于級聯(lián)延時 信號消除器，從其伯德圖中可以看出，除基波正序分量外的頻率分量增益為1以外，其他頻 率分量的幅值增益均為〇,體現了級聯(lián)延時信號消除器在諧波消除方面的有效性。
[0092] 為了驗證本發(fā)明所提出的鎖相環(huán)算法在各種電網環(huán)境下提取基波信號頻率與相 位的精確性和快速性。圖5~圖8分別為電網電壓兩相跌落、頻率跳變以及電網電壓存在直 流偏置和諧波情況下基波幅值、頻率和相位提取的動態(tài)效果圖。圖5~圖8中（a)、（b)和(c) 分別表示三相電網電壓幅值、測得的頻率波形和相位誤差。
[0093] 基于上述圖5~圖8運行條件的介紹后，下面分別對圖5~圖8的動態(tài)效果進行詳細 的說明。
[0094] 圖5給出了電網電壓兩相跌落時，基波幅值、頻率和相位提取動態(tài)效果圖。圖5(a) 為電網電壓波形，圖5(b)為改進型鎖相環(huán)測取的電網電壓基波分量的頻率，圖5(c)為改進 型鎖相環(huán)測取的電網電壓基波分量的相位與真實電網電壓相位的差值。在〇.2s時，電網電 壓a相和b相電壓對稱跌落40%，可以看出改進鎖相環(huán)能夠快速準確的檢測出電網電壓的基 波幅值、頻率以及相位，動態(tài)時頻率和相位差的超調量都很小，動態(tài)響應很快，約為1個周 期。
[0095] 圖6給出了電網電壓頻率跳變時，基波幅值、頻率和相位提取動態(tài)效果圖。圖6(a) 為電網電壓波形，圖6(b)為改進型鎖相環(huán)測取的電網電壓基波分量的頻率，圖6(c)為改進 型鎖相環(huán)測取的電網電壓基波分量的相位與真實電網電壓相位的差值。在〇.2s時，電網電 壓發(fā)生+2Hz的頻率跳變，改進鎖相環(huán)仍然準確的提取出了電網電壓的幅值、頻率和相位信 息。頻率超調量僅為0.15Hz，調整時間為1.8個周期，體現了改進鎖相環(huán)的快速性。
[0096] 圖7給出了電網電壓存在直流偏置時，基波幅值、頻率和相位提取動態(tài)效果圖。圖7 (a)為電網電壓波形，圖7(b)為改進型鎖相環(huán)測取的電網電壓基波分量的頻率，圖7(c)為改 進型鎖相環(huán)測取的電網電壓基波分量的相位與真實電網電壓相位的差值。在0.2s時，向電 網電壓注入直流偏移，由于延時信號消除模塊的作用，改進型鎖相環(huán)可以實現電網電壓頻 率、幅值以及相位的無靜差檢測。
[0097] 圖8給出了電網電壓存在諧波時，基波幅值、頻率和相位提取動態(tài)效果圖。圖8(a) 為電網電壓波形，圖8(b)為改進型鎖相環(huán)測取的電網電壓基波分量的頻率，圖8(c)為改進 型鎖相環(huán)測取的電網電壓基波分量的相位與真實電網電壓相位的差值。在〇.2s時，向電網 電壓注入諧波，改進鎖相環(huán)僅需大約1.2個周期實現鎖相，并且實現了電網電壓頻率、幅值 以及相位的無靜差檢測。圖8表明了延時信號消除模塊可以完全濾除電網電壓諧波，證明了 延時信號消除模塊的有效性。
[0098] 上述各種電網環(huán)境下的基波相位和頻率提取仿真波形表明，本發(fā)明提出的改進型 鎖相環(huán)能夠適應各種復雜電網環(huán)境，并且能夠精確地提取電網電壓中的基波和各次諧波分 量，可以廣泛應用于分布式發(fā)電系統(tǒng)中并網逆變器的控制及有源電力濾波器等的控制，有 源功率濾波器等。
[0099]本領域的普通技術人員將會意識到，這里所述的實施例是為了幫助讀者理解本發(fā) 明的原理，應被理解為本發(fā)明的保護范圍并不局限于這樣的特別陳述和實施例。本領域的 普通技術人員可以根據本發(fā)明公開的這些技術啟示做出各種不脫離本發(fā)明實質的其它各 種具體變形和組合，這些變形和組合仍然在本發(fā)明的保護范圍內。
【主權項】
1. 基于延時信號消除法的三相鎖相環(huán)技術，其特征在于，具體包括如下步驟： Sl，三相電網電壓作為三相鎖相環(huán)的輸入信號，通過Clark變換將三相電壓變換至兩相 靜止坐標系，得到兩相靜止坐標系下的電壓分量Vgc^Pvgii; 52, 建立延時信號消除模塊，采用Sl中的Vga和Vtf，提取出兩相靜止坐標系下電網電壓基 波正序分量； 53, 將S2中得到的電壓基波正序分量作為同步旋轉變換的輸入信號，設計比例放大環(huán) 節(jié)進行幅值和相位誤差補償，獲得電網電壓的幅值、頻率和相位信息。 步驟Sl中獲得兩相靜止坐標系下的電壓分量Vgc^Pvgfi的具體過程如下:設三相電網電壓 由某被TF序分量和名種頗蜜的分量組成.1?教壽?大式為，式中，K為電網電壓基波正序分量的電壓幅值，Vn為直流偏移(η = 0)和電網電壓η次諧 波的電壓幅值；Φ4ΡΦη分別為電網電壓基波正序分量的初始相位角和電網電壓η次諧波的 初始相位角；w g為電網電壓頻率； 通過Clark變換，兩相靜止坐標系下的Vg4PVg{i函數表達式為：2. 根據權利要求1所述方法，其特征在于，步驟S2中建立延時信號消除模塊獲得電壓基 波正序分量的具體過程如下： 延時信號消除模塊由五個不同延遲因子11(11 = 2,4,8，16,32)的延時信號消除器組成； 對于延遲因子為η的延時信號消除器而言，其將輸入信號Vga和Vtf延時1/n個基波周期，獲得 信號Vga(t-T/n)和v gf!(t-T/n)，將vga(t-T/n)與2π/η的余弦值相乘，得到的值與Vga相加后再 與 Vg{! (t-T/n)與2Vn的正弦值的乘積相減，相減后的值乘以1 /2得到輸出信號V ' ga;將Vga (t-T/n)與2Vn的正弦值相乘，得到的值與Vga相加后再與vgi!(t-T/n)與2Vn的余弦值的乘積相 加，相加后的值乘以1/2得到輸出信號 V'ge，其數學表達式為：因此，一個延遲因于為η的延時信號消除器的傳速函數為：式中，ω ο表示電網電壓的額定角頻率； 由公式（7)可得，一個延遲因子為η的延時信號消除器可以濾除階數為h = nk+l+n/2(k =0，±1，±2，±3，."）的諧波，保留階數為11 =吐+1(1^=±1，±2，±3，."）的諧波；因此，11 = 2的延時信號消除器可以濾除所有階數為h = 2(k+l)(k = 0，±l，±2，±3,…）的諧波，即所 有偶次諧波;η = 4的延時信號消除器可以濾除所有階數為h = 4k-1 (k = O，± 1，± 2，± 3，…） 的諧波，即-5，_1，+3，+7,……次諧波;n = 8的延時信號消除器可以濾除所有階數為h = 8k-3 (k = 0, ± 1，±2, ±3,…）的諧波，SP-11，-3，+5，+13,......次諧波;η = 16的延時信號消除器 可以濾除所有階數為h = 16k-7(k = 0，±1，±2，±3，···）的諧波，SP-23，-7，+9，+25，……次 諧波;η = 32的延時信號消除器可以濾除所有階數為h = 32k-l 5 (1^ = 0，±1，±2，±3，."）的 諧波，g卩-47，-15，+17，+49，……次諧波； 根據上述分析可以看出，通過級聯(lián)五個延遲因子分別為11 = 2,4,8，16,32的延時信號 消除器可以濾除所有諧波，獲得兩相靜止坐標系下電網電壓基波正序分量其函 數表達式為：(8) 而五個級聯(lián)延時消除信號控制器產牛的相位偏移的函數表達式為：(9) 式中，△ COg為電網電壓頻率與額定值之間的偏移量； 五個級聯(lián)延時消除信號控制器產生的幅值誤差函數表達式為：3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S3中以電壓基波正序分量作為同步旋 轉變換的輸入信號，設計比例放大環(huán)節(jié)以進行幅值和相位誤差補償，提取電網電壓的幅值、 頻率和相位信息的具體方法如下： 將S2中獲得的電網電壓基波正序分量^^與測得的上一周期的電網電壓相位值.I^1的余 弦值相乘，電網電壓基波正序分量與測得的上一周期的電網電壓相位值^的正弦值相 乘，再將兩個乘積值相加獲得將S2中獲得的電網電壓基波正序分量與測得的上一 周期的電網電壓相位值@的正弦值相乘，電網電壓基波正序分量Vj w與測得的上一周期的 電網電壓相位值的余弦值相乘，再將兩個乘積值相減獲得; <?7』和的數學表達 式為：將獲得的輸入比例積分控制器，從而輸出本周期的電網電壓頻率偏移量△ COg，將 Δ c〇g與理想電網電壓頻率cog相加后獲得本周期電網電壓頻率值，將該頻率值通入積分器 獲得本周期補償前的電網電壓相位值I; 將獲得的本周期的電網電壓頻率增量A cog通入比例放大環(huán)節(jié)知得到補償由延時 信號消除模塊引起的相位誤差，~的函數表達式為：(12) 將獲得的本周期的補償前電網電壓相位值^與^ j目加，即可得到本周期的電網電壓 相位值$.1; 將獲得的電網電壓頻率增量A ω g通入比例放大環(huán)節(jié)再與1^;1相除得到本周期 的電網電壓幅值;其中，kv的函數表達式為：(13)。
【文檔編號】H03L7/08GK106027038SQ201610317682
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月13日
【發(fā)明人】韓楊, 羅名煜, 蔣艾町, 楊平, 熊靜琪
【申請人】電子科技大學