[發明專利]基于改進型串聯信號延遲對消算法的并網同步鎖相方法

有效

• 申請號: 201510747138.2
• 申請日: 2015-11-05
• 公開（公告）號: CN105449718B
• 公開（公告）日: 2018-10-19
• 發明（設計）人: 杜春水;張承慧;王生飛
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: H02J3/40
• 分類號: H02J3/40
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 張勇

1.基于改進型串聯信號延遲對消算法的并網同步鎖相方法，其特征是，包括以下步驟：

步驟一：采集三相畸變電網相電壓v_a，v_b，v_c，利用三相/兩相靜止坐標變換C_3S/2S，得到αβ靜止正交坐標系下電壓信號v_α，v_β；

步驟二：得到基于v_α或v_β電壓信號的自適應正交信號發生器，構建v_α鎖頻環FLL，提取該信號的基波分量；

步驟三：將鎖頻環輸出的頻率信號f作為延遲對消算子的電網頻率反饋量，使電網周期T＝1/f實時參與延遲分量v(t-T/n)的計算，通過對電網基波正序分量的跟蹤提取，實現對電網基波正序信號的準確鎖相，其中，T為電網周期，f為電網頻率、n為自然數；

電網角頻率估計值、電壓虛擬正交信號u的基波分量估計值分別為：

輸入信號基波的幅值和相位：

所述步驟二的基于相電壓信號的鎖頻環構建與電網基波頻率的計算：

由于電壓信號v及其虛擬正交信號u可以表示為一系列諧波之和，即：

其中，k表示諧波分量階次，v_k為k次諧波分量的幅值，為k次諧波分量的初始相角，ω為電網角頻率；

對于k次諧波分量，由系統的動態方程(5)可得v_k、u_k的導數和于是有：

令Ω作為需要估計的頻率參數，且定義

其中為設定的初始電網頻率；

于是有

2.如權利要求1所述的基于改進型串聯信號延遲對消算法的并網同步鎖相方法，其特征是，所述步驟一的靜止正交坐標系下v_α，v_β電壓的獲得：

3.如權利要求1所述的基于改進型串聯信號延遲對消算法的并網同步鎖相方法，其特征是，所述步驟二，構建基波分量系統的自適應正交發生器和鎖頻環：

其中“^”表示相關變量的估計值，而ε為實際值與估計值的差值；參數λ是一個正的待定系統阻尼參數，符號上面加點“.”表示變量的導數。

4.如權利要求3所述的基于改進型串聯信號延遲對消算法的并網同步鎖相方法，其特征是，假設頻率估計環節鎖頻環FLL的穩態輸出為電網頻率，自適應正交發生器的傳遞函數如公式(9)，在系統阻尼參數λ的作用下，控制環路表現為帶通特性，可有效抑制v₁中的高頻分量干擾：

5.如權利要求4所述的基于改進型串聯信號延遲對消算法的并網同步鎖相方法，其特征是，在系統阻尼參數λ>0時，將自適應正交發生器傳遞函數的自然諧振頻率設定為ω，及其系統阻尼為ξ＝λ/2ω，自適應正交發生器所需的穩定時間是系統參數選取的主要因素，控制帶寬越大，系統達到穩定的速度越快，考慮到2％的誤差標準，調節時間確定為T_S＝5/ξω，使用下式計算得到系統阻尼參數λ；

系統的狀態方程如下式表示：

通過對鎖頻環和自適應正交發生器環節進行理論分析，可得鎖頻環的反饋線性化傳遞函數如下，

其中Γ＝γV²/2λ，其中V為輸入信號基波分量的幅值，根據鎖頻環的穩定時間T_s(FLL)＝5/Γ，根據下式可選取參數γ；