[發明專利]基于統一復數形式構造的單三相通用鎖相方法

有效

• 申請號: 201710248108.6
• 申請日: 2017-04-17
• 公開（公告）號: CN106849183B
• 公開（公告）日: 2019-09-10
• 發明（設計）人: 曹武;趙劍鋒;劉康禮;范棟琛;吳木木;尤鋆
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H02J3/40
• 分類號: H02J3/40
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

1.一種基于統一復數形式構造的單三相通用鎖相方法，其特征在于：包括單/三相復數形式統一單元、環外廣義濾波單元和閉環鎖相單元；

其中，單/三相復數形式統一單元用于對電網電壓信號進行統一復數形式構造；環外廣義濾波單元采用多前向數字復數諧振器構成的閉環結構，用于基波正序分量的無靜差輸出；閉環鎖相單元用于對基波正序分量中的角頻率和相位信息進行跟蹤。

2.根據權利要求1所述的基于統一復數形式構造的單三相通用鎖相方法，其特征在于：具體包括以下步驟：

(1)對電網電壓信號進行統一復數形式構造，將電網電壓信號分解為復平面逆時針旋轉的各次正序分量和復平面順時針旋轉的各次負序分量；

(2)利用多前向數字復數諧振器構成的閉環結構，實現+1諧振頻次，基波正序分量無靜差輸出，其他諧振頻次無靜差濾除；

(3)對基波正序分量中的角頻率和相位信息進行跟蹤。

3.根據權利要求2所述的基于統一復數形式構造的單三相通用鎖相方法，其特征在于：所述步驟(1)中三相系統的電網電壓信號統一復數形式構造具體包括：

將三相瞬時電網電壓信號E_ab、E_bc、E_ca進行實數頻域分解和正、負序分解：

$\left[\begin{array}{c}{E}_{ab}\\ E_{bc}\\ E_{ca}\end{array}\right]=\underset{n=1}{\overset{+\mathrm{\∞}}{\Σ}}\left[\begin{array}{c}{E}_n\cos ({\mathrm{\ω}}_{n}t+{{\mathrm{\θ}}^{\′}}_n)+E_{-n}cos({\mathrm{\ω}}_{-n}t+{{\mathrm{\θ}}^{\′}}_{-n})\\ E_n\cos ({\mathrm{\ω}}_{n}t+{{\mathrm{\θ}}^{\′}}_n-\frac{2}{3}\mathrm{\π})+E_{-n}cos({\mathrm{\ω}}_{-n}t+{{\mathrm{\θ}}^{\′}}_{-n}+\frac{2}{3}\mathrm{\π})\\ E_n\cos ({\mathrm{\ω}}_{n}t+{{\mathrm{\θ}}^{\′}}_n+\frac{2}{3}\mathrm{\π})+E_{-n}cos({\mathrm{\ω}}_{-n}t+{{\mathrm{\θ}}^{\′}}_{-n}-\frac{2}{3}\mathrm{\π})\end{array}\right]$

其中，ω_n＝nω，ω_-n＝-nω，ω為基波角頻率；θ′_n為三相瞬時電網電壓信號正序分量的初始相位，θ′_-n為三相瞬時電網電壓信號負序分量的初始相位；E_n、E_-n分別為正序和負序電網電壓幅值，n＝1，2，3......；

通過Clarke變換將三相瞬時電網電壓信號變換為瞬時復數信號：

其中，和分別為三相系統下復平面逆時針旋轉的各次正序分量和復平面順時針旋轉的各次負序分量；

得到：

4.根據權利要求2所述的基于統一復數形式構造的單三相通用鎖相方法，其特征在于：所述步驟(1)中單相系統的電網電壓信號統一復數形式構造具體包括：

令將單相瞬時電網電壓信號E′(t)變換為瞬時復數信號：

$E^{\′}\left(t\right)=\underset{m=1}{\overset{+\mathrm{\∞}}{\Σ}}{E^{\′}}_{m}cos({\mathrm{\ω}}_{m}t+{{\mathrm{\θ}}^{\′}}_m)$

其中：θ′_m為單相瞬時電網電壓信號初始相位，ω_m＝mω，m＝1，2，3......；

則有：

其中，和分別為單相系統下復平面逆時針旋轉的各次正序分量和復平面順時針旋轉的各次負序分量；

得到：