[發明專利]單相鎖相控制方法和裝置

有效

• 申請號: 201510591702.6
• 申請日: 2015-09-16
• 公開（公告）號: CN105429634B
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發明（設計）人: 李津;宋行賓;韓曉艷
• 申請（專利權）人: 北京京東方能源科技有限公司;京東方科技集團股份有限公司
• 主分類號: H03L7/099
• 分類號: H03L7/099;H03L7/08
• 代理公司: 北京博思佳知識產權代理有限公司11415
• 代理人: 林祥

技術領域

本發明涉及電子技術領域，尤其涉及到一種單相鎖相控制方法和裝置。

背景技術

鎖相環技術是并網逆變器跟蹤電網電壓的必備技術，根據逆變器為單相、三相并網而有所不同。單相并網逆變器用鎖相方法主要有以下幾種：1.檢測電壓過零點來獲得周期和相位信息；2.基于乘法器的鎖相技術；3.基于三相鎖相控制方式的鎖相技術。

其中，基于三相鎖相控制方式基本思想是人為構造出三相電網，并以此按照三相鎖相方式進行計算。基于三相鎖相控制方式的基本思想，構造虛擬兩相，進而將三相信號轉換為dq旋轉坐標系信號。現有三相鎖相控制方式構造虛擬兩相的方式有：延時1/4周期方法、微分法等。這些構造虛擬兩相的方式在電網穩定時可以實現電網跟蹤，但在電網為非理想情況下時鎖相能力較差。

發明內容

本發明的一個目的在于提升在電網為非理想情況下的鎖相能力。

單相鎖相控制裝置，其特征在于，包括：第一有限長單位沖激響應濾波器、第二有限長單位沖激響應濾波器和派克變換器；

其中，所述第一有限長單位沖激響應濾波器和所述第二有限長單位沖激響應濾波器均與所述派克變換器相連，用于對采集到的電網電壓信號進行有限長單位沖激響應濾波并將所得到的濾波信號輸入到所述派克變換器，其中所述第一有限長單位沖激響應濾波器得到的濾波信號Vα與所述第二有限長單位沖激響應濾波器得到的濾波信號Vβ構成αβ坐標系下的一組虛擬兩相信號；

所述派克變換器用于對濾波信號Vα和濾波信號Vβ進行派克變換得到dq坐標系下的一組兩相信號Vd和Vq。

進一步的，所述第一有限長單位沖激響應濾波器和所述第二有限長單位沖激響應濾波器的階數均為4M，當i小于等于3M時，第一有限長單位沖激響應濾波器的濾波系數序列中的第i個濾波序數與第二有限長單位沖激響應濾波器系數序列中的第i+M個濾波系數相同，當i大于3M小于4M時，第一有限長單位沖激響應濾波器的濾波系數序列中的第i個濾波序數與第二有限長單位沖激響應濾波器系數序列中的第i-3M個濾波系數相同。

進一步的，還包括補償模塊；所述補償模塊與所述派克變換器相連，用于根據所述派克變換器在當前控制周期輸出的Vq信號產生當前控制周期的鎖相角；

所述派克變換器具體用于根據所述補償模塊在上一控制周期產生的鎖相角對濾波信號Vα和濾波信號Vβ進行派克變換得到dq坐標系下的兩相信號Vd和Vq。

進一步的，所述派克變換器具體用于根據如下公式對濾波信號Vα和濾波信號Vβ進行派克變換得到dq坐標系下的兩相信號Vd和Vq：

其中，θ為所述補償模塊在上一控制周期產生的鎖相角。

進一步的，所述補償模塊包括鑒相器、線性控制器、前饋控制器和壓控振蕩器；

所述鑒相器，與所述派克變換器和所述線性控制器相連，用于計算所述派克變換器輸出Vq信號與固定值的差值，并輸入到線性控制器；

所述線性控制器與所述前饋控制器相連，用于根據所述鑒相器輸出的差值計算得到鎖相角頻率補償值并輸出到所述前饋控制器；

所述前饋控制器與所述壓控振蕩器相連，用于計算所述線性控制器輸出的鎖相角頻率補償值與固定鎖相角頻率的和值并輸出到壓控振蕩器；

所述壓控振蕩器用于根據所述前饋控制器輸出的和值產生鎖相角。

第二方面，本發明還提供了一種單相鎖相控制方法，包括：

分別使用第一有限長單位沖激響應濾波算法和第二有限長單位沖激響應濾波算法對采集到的電網電壓信號進行濾波相應的濾波信號，其中使用第一有限長單位沖激響應濾波算法得到的濾波信號Vα與使用第二有限長單位沖激響應濾波算法得到的濾波信號Vβ構成αβ坐標系下的一組虛擬兩相信號；

使用派克變換算法對濾波信號Vα和濾波信號Vβ進行派克變換得到dq坐標系下的一組兩相信號Vd和Vq。

進一步的，所述第一有限長單位沖激響應濾波算法的濾波階數和第二有限長單位沖激響應濾波算法的濾波階數均為4M，且當i小于等于3M時，第一有限長單位沖激響應濾波器的濾波系數序列中的第i個濾波序數與第二有限長單位沖激響應濾波器系數序列中的第i+M個濾波系數相同，當i大于3M小于4M時，第一有限長單位沖激響應濾波器的濾波系數序列中的第i個濾波序數與第二有限長單位沖激響應濾波器系數序列中的第i-3M個濾波系數相同。

進一步的，還包括：根據在當前控制周期得到的Vq信號產生當前控制周期的鎖相角；

所述使用派克變換算法對濾波信號Vα和濾波信號Vβ進行派克變換得到dq坐標系下的一組兩相信號Vd和Vq包括：