[發明專利]一種相序自適應的三相電壓鎖相環算法

有效

• 申請號: 201710166208.4
• 申請日: 2017-03-20
• 公開（公告）號: CN106872808B
• 公開（公告）日: 2019-11-15
• 發明（設計）人: 呂廣強;杜德松;顧偉;梁凱歌;陳曦;戚向陽
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: G01R29/18
• 分類號: G01R29/18
• 代理公司: 32203 南京理工大學專利中心
• 代理人: 陳鵬<國際申請>=<國際公布>=<進入國

1.一種相序自適應的三相電壓鎖相環算法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、對電網系統每相的系統電壓進行采樣，得到采樣后的電壓值U_a、U_b、U_c作為輸入信號，構建3s/2s坐標變換矩陣，將三相靜止坐標系下的電壓值U_a、U_b、U_c轉變為兩相靜止坐標系下的電壓信號U_α、U_β；

步驟2、將步驟1中得到的電壓信號U_α、U_β作為輸入信號，利用初始相位角θ^*構建2s/2r坐標變換矩陣，將兩相靜止坐標系下的電壓信號U_α、U_β轉變為dq坐標系下的電壓信號U_d、U_q；

步驟3、將dq坐標系下的q軸電壓信號U_q與零作差后輸入PI調節器，得到當前的旋轉頻率誤差值Δω；

步驟4、判斷當前系統工作狀態與采樣計算時間間隔，旋轉頻率誤差值Δω與變流器待機采樣計算時間間隔T₁相乘得到待機狀態相位角誤差Δθ₁，旋轉頻率誤差值Δω與變流器運行狀態計算時間間隔T₂相乘得到運行狀態相位角誤差Δθ₂；

步驟5、通過前一次計算的相位角與相位角誤差相加得到實際電網電壓相位角θ，若計算得出的相位角大于2π，則說明電網三相電壓相序正確，并將相位角減小一個周期，若計算得到的相位角小于0，則說明此時電網三相電壓相序相反，將相位角增大一個周期值后得到實際結果。

2.根據權利要求1所述的相序自適應的三相電壓鎖相環算法，其特征在于，步驟1通過在電網系統每一相上分別安裝電壓傳感器，以監測每相的系統電壓U_a、U_b、U_c。

3.根據權利要求1所述的相序自適應的三相電壓鎖相環算法，其特征在于，步驟1中輸入信號U_a、U_b、U_c的表達式為：

或

式中，U_m為電壓幅值，ω為電壓頻率信號，t為時間信號。

4.根據權利要求1所述的相序自適應的三相電壓鎖相環算法，其特征在于，步驟1中3s/2s坐標變換矩陣為：

5.根據權利要求1所述的相序自適應的三相電壓鎖相環算法，其特征在于，步驟2中2s/2r坐標變換矩陣為：

6.根據權利要求1所述的相序自適應的三相電壓鎖相環算法，其特征在于，步驟3中輸入的dq坐標系下電壓信號為：

或

式中，U_m為電壓幅值，θ為電壓相位角，ω為電壓頻率信號，t為時間信號；通過PI調節器調節輸出旋轉頻率誤差值Δω，多次計算后將使式中U_q趨于零，即有θ＝ωt或θ＝-ωt，則相角鎖定成功。