[發(fā)明專利]一種單相鎖相方法及裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410827436.8
• 申請日: 2014-12-25
• 公開（公告）號: CN104410408A
• 公開（公告）日: 2015-03-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄧哲;趙波;張雪松;汪科;王子凌
• 申請（專利權(quán)）人: 國家電網(wǎng)公司;國網(wǎng)浙江省電力公司電力科學(xué)研究院
• 主分類號: H03L7/08
• 分類號: H03L7/08;H03L7/085
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 羅滿

1.一種單相鎖相方法，其特征在于，包括：

步驟A：接收單相電系統(tǒng)發(fā)送的輸入信號；

步驟B：過零點(diǎn)捕獲裝置判斷所述輸入信號是否過零點(diǎn)，如果是，則進(jìn)入步驟C；否則，進(jìn)入步驟D；

步驟C：所述過零點(diǎn)檢測鎖相器中的過零點(diǎn)頻率檢測模塊依據(jù)所述輸入信號最近一次過零點(diǎn)到此次過零點(diǎn)的時間間隔計(jì)算得到第二頻率，并將所述第二頻率送至卡爾曼濾波器，進(jìn)入步驟F；

步驟D：模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC對所述輸入信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換得到離散輸入信號，將所述離散輸入信號分別傳送至DQ坐標(biāo)系鎖相器和過零點(diǎn)檢測鎖相器中的最大值法幅度檢測模塊；

步驟E：所述DQ坐標(biāo)系鎖相器依據(jù)所述離散輸入信號計(jì)算得到相位、第一幅值以及第一頻率，并將所述相位、第一幅值以及第一頻率送至所述卡爾曼濾波器；所述最大值法幅度檢測模塊確定所述離散輸入信號在所述ADC采樣周期內(nèi)的最大值，依據(jù)所述最大值計(jì)算得到第二幅值并送至所述卡爾曼濾波器；

步驟F：所述卡爾曼濾波器對所有所述相位、第一幅值、第一頻率、第二幅值以及第二頻率進(jìn)行卡爾曼濾波，得到最終幅值、最終相位以及最終頻率。

2.如權(quán)利要求1所述的單相鎖相方法，其特征在于，步驟E中所述DQ坐標(biāo)系鎖相器依據(jù)所述離散輸入信號計(jì)算得到相位、第一幅值以及第一頻率過程具體為：

單相正交信號發(fā)生器接收并依據(jù)所述離散輸入信號以及鎖頻環(huán)FLL發(fā)送的頻率值產(chǎn)生一組與所述離散輸入信號同頻率的相互正交的第一正弦信號和第二正弦信號并送至DQ坐標(biāo)系鎖相環(huán)，將與所述離散輸入信號相位相同的所述第一正弦信號或第二正弦信號與所述離散輸入信號進(jìn)行幅值相減得到誤差信號并送至鎖相環(huán)FLL；

鎖相環(huán)FLL將所述誤差信號作為輸入，經(jīng)過誤差跟蹤后得到與所述輸入信號同頻率的所述頻率值，并將所述頻率值輸出至所述單相正交信號發(fā)生器和DQ坐標(biāo)系鎖相環(huán)；

DQ坐標(biāo)系鎖相環(huán)對所述第一正弦信號、第二正弦信號以及頻率值進(jìn)行鎖相計(jì)算，得到所述相位、第一幅值以及第一頻率，并將所述相位、第一幅值以及第一頻率送至卡爾曼濾波器。

3.如權(quán)利要求1所述的單相鎖相方法，其特征在于，步驟A中的所述輸入信號為電壓輸入信號。

4.如權(quán)利要求1所述的單相鎖相方法，其特征在于，步驟A中的所述輸入信號為電流輸入信號。

5.一種單向鎖相裝置，其特征在于，包括：

過零點(diǎn)捕獲裝置，用于接收單相電系統(tǒng)發(fā)送的輸入信號，并判斷所述輸入信號是否過零點(diǎn)；

過零點(diǎn)頻率檢測模塊，用于依據(jù)所述輸入信號最近一次過零點(diǎn)到此次過零點(diǎn)的時間間隔計(jì)算得到第二頻率，并將所述第二頻率送至卡爾曼濾波器；

模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC，用于接收單相電系統(tǒng)發(fā)送的輸入信號，對所述輸入信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換得到離散輸入信號，將所述離散輸入信號分別傳送至DQ坐標(biāo)系鎖相器和過零點(diǎn)檢測鎖相器中的最大值法幅度檢測模塊；

DQ坐標(biāo)系鎖相器，用于依據(jù)所述離散輸入信號計(jì)算得到相位、第一幅值以及第一頻率，并將所述相位、第一幅值以及第一頻率送至所述卡爾曼濾波器；

最大值法幅度檢測模塊，用于確定所述離散輸入信號在所述ADC采樣周期內(nèi)的最大值，依據(jù)所述最大值計(jì)算得到第二幅值并送至所述卡爾曼濾波器；

卡爾曼濾波器，用于對所有所述相位、第一幅值、第一頻率、第二幅值以及第二頻率進(jìn)行卡爾曼濾波，得到最終幅值、最終相位以及最終頻率。

6.如權(quán)利要求5所述的單相鎖相裝置，其特征在于，所述DQ坐標(biāo)系鎖相器包括：

單相正交信號發(fā)生器，用于接收并依據(jù)所述離散輸入信號以及鎖頻環(huán)FLL發(fā)送的頻率值產(chǎn)生一組相互正交的第一正弦信號和第二正弦信號并送至DQ坐標(biāo)系鎖相環(huán)，將與所述離散輸入信號相位相同的所述第一正弦信號或第二正弦信號與所述離散輸入信號進(jìn)行幅值相減得到誤差信號并送至鎖相環(huán)FLL；

鎖相環(huán)FLL，用于將所述誤差信號作為輸入，經(jīng)過誤差跟蹤后得到與所述輸入信號同頻率的所述頻率值，并將所述頻率值輸出至所述單相正交信號發(fā)生器和DQ坐標(biāo)系鎖相環(huán)；

DQ坐標(biāo)系鎖相環(huán)，用于對所述第一正弦信號、第二正弦信號以及頻率值進(jìn)行鎖相計(jì)算，得到所述相位、第一幅值以及第一頻率，并將所述相位、第一幅值以及第一頻率送至卡爾曼濾波器。

7.如權(quán)利要求5所述的單相鎖相裝置，其特征在于，所述單相正交信號發(fā)生器為二階廣義積分SOGI單相正交信號發(fā)生器。