[發明專利]一種基于自適應濾波器的電網相位同步信號檢測方法

有效

• 申請號: 202011279979.2
• 申請日: 2020-11-16
• 公開（公告）號: CN112595893B
• 公開（公告）日: 2023-09-08
• 發明（設計）人: 陳冬冬;肖龍;顏文煅;李巖;連和謬;許振明;郭隱彪;李智敏;程蔚
• 申請（專利權）人: 閩南理工學院
• 主分類號: G01R25/00
• 分類號: G01R25/00;H02J3/01;H02J3/26
• 代理公司: 泉州勁翔專利事務所(普通合伙) 35216
• 代理人: 王小明

本發明公開了一種基于自適應濾波器的電網相位同步信號檢測方法，包含以下步驟：步驟A、失真的電網電壓用Clarke變換轉換為靜態參考坐標系，其中包括由下式給出的基本和失真分量其中vsubgt;sαf/subgt;和vsubgt;sβf/subgt;是基波分量，而vsubgt;sαh/subgt;和vsubgt;sβh/subgt;是αβ坐標系中電網電壓的諧波分量和不平衡分量，本發明可以克服上述采用PLL方法的缺陷。本發明用自適應濾波器代替PLL，能夠提供干凈的單一同步信號，而不受電網電壓的干擾。與PLL方法相比，STF結構更加簡單，計算量更少，同時可以更快地實現電網相位同步信號檢測。

技術領域

本發明涉及信號處理技術領域，具體是一種基于自適應濾波器的電網相位同步信號檢測方法。

背景技術

鎖相環(phase-locked?loop，PLL)由于其簡單化的結構及控制的便捷被廣泛地應用于電網同步信號檢測中.其中應用最廣泛的是基于PI控制器的同步旋轉坐標系的鎖相環結構(SRF-PLL)，在電網電壓平衡、無諧波干擾時，SRF-PLL可以準確檢測電網電壓的頻率和相位值，跟蹤基波正序電壓分量，實現電網信號同步.但當電壓不平衡及含有諧波時，負序電壓分量和諧波分量會在鎖相環路產生震蕩誤差，影響鎖相環對電網信號的檢測結果。如果電網電壓失真或不平衡，則PLL需要額外的濾波器來解決諧波問題，這會增加實現復雜度。當使用低成本微控制器時，將直接影響處理時間，此外，PLL中使用的比例積分(PI)控制器的調整是另一個需要考慮的挑戰。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于自適應濾波器的電網相位同步信號檢測方法，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種基于自適應濾波器的電網相位同步信號檢測方法，包含以下步驟：

步驟A、失真的電網電壓用Clarke變換轉換為靜態參考坐標系，其中包括由下式給出的基本和失真分量其中v_sαf和v_sβf是基波分量，而v_sαh和v_sβh是αβ坐標系中電網電壓的諧波分量和不平衡分量；

步驟B、電源電壓通過STF濾波器提取基波分量：V_xy＝e^jωt∫e^-jωtU_xy(t)dt??(2)；其中U_xy和V_xy是積分之前和之后的電源電壓瞬時信號，ω是角頻率；

步驟C，通過對公式(2)進行拉普拉斯變換得到：通過在T(s)中引入一個附加參數K，傳遞函數在截止頻率ω＝ω_c時將具有零相位延遲和統一幅度；整理公式(3)，得到STF的傳遞函數為:

步驟D、為了獲得STF的有效性能，在f_c＝50Hz的固定截止頻率下將K的值調整為100，將輸入替換為V_sα和V_sβ，將輸出信號替換為V_sαf和V_sβf，并以復數形式寫入相應的實部和虛部，則公式(4)簡化為

將公式(5)左右兩邊實部和虛部相等，得到以下表達式

由此解得：

步驟E、通過逆Clarke變換獲得三相abc域中電源電壓的基波分量：(8)；通過以下計算獲得電源電壓的基波分量的大小：得到電流諧波提取所需的同步信號如下：

作為本發明的進一步技術方案：所述靜態參考坐標系為αβ坐標系。

作為本發明的進一步技術方案：公式(7)能夠構造由abc-αβ變換形成的任何兩個正交信號的STF。