[發(fā)明專利]一種電網(wǎng)相位檢測系統(tǒng)及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711409418.8
• 申請日: 2017-12-22
• 公開（公告）號: CN108152588A
• 公開（公告）日: 2018-06-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 何忠祥;賈志強;朱磊;李爭光;謝佩韋
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢船用電力推進裝置研究所（中國船舶重工集團公司第七一二研究所）
• 主分類號: G01R25/00
• 分類號: G01R25/00
• 代理公司: 武漢凌達知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(特殊普通合伙) 42221
• 代理人: 劉念濤;宋國榮

本發(fā)明公開了一種電網(wǎng)相位檢測系統(tǒng)，包括電壓檢測環(huán)節(jié)，低通濾波環(huán)節(jié)，陷波環(huán)節(jié)，還包括幅值檢測環(huán)節(jié)，所述的低通濾波環(huán)節(jié)和陷波環(huán)節(jié)內(nèi)嵌在鎖相環(huán)中；還包括了其相位檢測方法，本發(fā)明通過內(nèi)嵌的低通濾波環(huán)節(jié)和陷波環(huán)節(jié)，在無需考慮相位延時影響的前提下，實現(xiàn)對電網(wǎng)電壓低頻、中高頻諧波分量的抑制，且簡化調(diào)節(jié)器參數(shù)整定的過程。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于信號檢測領(lǐng)域，具體涉及一種電網(wǎng)相位檢測系統(tǒng)及方法，適于需要檢測電網(wǎng)電壓頻率和相位的場所，特別適于電網(wǎng)諧波治理和新能源入網(wǎng)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

電網(wǎng)相位檢測的研究主要圍繞提高相位檢測動態(tài)響應(yīng)特性和諧波抑制能力兩方面進行。其中設(shè)置適當?shù)恼{(diào)節(jié)器參數(shù)、提高采樣計算頻率等措施來提高電網(wǎng)電壓突變情況下相位檢測響應(yīng)的速度；通過對采樣電壓進行前饋濾波、解耦控制，可以實現(xiàn)對電網(wǎng)電壓各頻率分量的提取，進而利用提取出的正序分量得到電網(wǎng)相位信息。

根據(jù)相位檢測超調(diào)和響應(yīng)時間的要求，調(diào)節(jié)器參數(shù)可以利用“極點配置”的方法確定；但會受電網(wǎng)電壓幅值的影響，不同電壓幅值下的最優(yōu)參數(shù)會發(fā)生變化。

對采樣電壓進行前饋濾波會引起相位的延遲，需要對相位檢測進行補償；對電壓各頻率分量進行提取時，解耦控制會增加狀態(tài)觀測器的階數(shù)，方法復(fù)雜，控制困難。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的之一在于提供一種電網(wǎng)相位檢測系統(tǒng)，通過在鎖相環(huán)內(nèi)部嵌入低通濾波環(huán)節(jié)和陷波環(huán)節(jié)，簡化調(diào)節(jié)器參數(shù)整定過程，且在提高寬頻段范圍諧波抑制效果的同時，降低檢測系統(tǒng)的復(fù)雜性。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種電網(wǎng)相位檢測系統(tǒng)，包括電壓檢測環(huán)節(jié)，用于輸入電網(wǎng)采樣得到的三相電壓；低通濾波環(huán)節(jié)，用于抑制電網(wǎng)中的高頻諧波信號；陷波環(huán)節(jié)，用于吸收電網(wǎng)中特定的低頻諧波信號；幅值檢測環(huán)節(jié)，用于檢測電網(wǎng)電壓幅值；還包括鎖相環(huán)環(huán)節(jié)，用于降低電網(wǎng)中各頻次諧波信號對相位檢測結(jié)果的影響；所述的低通濾波環(huán)節(jié)和陷波環(huán)節(jié)內(nèi)嵌在鎖相環(huán)中。

其中，所述的低通濾波環(huán)節(jié)為截止頻率可調(diào)可設(shè)的一階低通濾波器。

其中，所述的低通濾波環(huán)節(jié)為截止頻率可調(diào)可設(shè)的二階及以上階數(shù)的低通濾波器。

其中，所述的陷波環(huán)節(jié)為振蕩環(huán)節(jié)阻尼系數(shù)、截止頻率和凹口中心頻率可調(diào)可設(shè)的二階凹口阻尼器。

其中，所述的低通濾波環(huán)節(jié)的輸出為陷波環(huán)節(jié)的輸入。

其中，所述的陷波環(huán)節(jié)的輸出為低通濾波環(huán)節(jié)的輸入。

本發(fā)明的目的之二在于提供一種基于上述電網(wǎng)相位檢測系統(tǒng)的檢測方法，步驟為：

a），電壓檢測環(huán)節(jié)將從電網(wǎng)采樣得到的三相電壓，經(jīng)過變換得到鎖相環(huán)的輸入，其中；

b），對輸入電網(wǎng)的相位信號和輸出信號進行比較，得到包含低頻和中高頻諧波分量的；

c），經(jīng)由低通濾波環(huán)節(jié)按照公式得到包含低頻諧波分量的，其中為低通濾波器截止頻率；

d），經(jīng)由陷波環(huán)節(jié)得到僅含直流分量的，陷波環(huán)節(jié)公式為，其中為陷波器阻尼系數(shù)，為陷波器截止頻率，為陷波器凹口中心頻率；

e），幅值檢測環(huán)節(jié)通過對輸入電壓進行均方根運算得到電網(wǎng)電壓幅值；

f)，經(jīng)過歸一化處理后得到；

g），經(jīng)過比例積分環(huán)節(jié)得到電網(wǎng)角速度,和分別為鎖相環(huán)比例系數(shù)和積分系數(shù)；

h)，經(jīng)過積分處理后得到。

所述的一種電網(wǎng)相位檢測方法，其低通濾波環(huán)節(jié)和陷波環(huán)節(jié)配合削弱電網(wǎng)電壓特定低頻和中高頻諧波分量對相位檢測的影響。