[發(fā)明專利]一種消除二倍頻分量影響的單相鎖相環(huán)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110661753.7
• 申請日: 2021-06-15
• 公開（公告）號: CN114039595A
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發(fā)明（設計）人: 袁莉芬;安定國;何怡剛;尹柏強;李兵;佐磊
• 申請（專利權(quán)）人: 合肥工業(yè)大學
• 主分類號: H03L7/085
• 分類號: H03L7/085;H02J3/44
• 代理公司: 合肥市上嘉專利代理事務所(普通合伙) 34125
• 代理人: 郭華俊

1.一種消除二倍頻分量影響的單相鎖相環(huán),其特征在于：包括2個模塊：消除二倍頻的鑒頻模塊(1)和相角估計模塊(2)；

所述消除二倍頻的鑒頻模塊(1)，負責將輸入信號進入消除二倍頻的鑒頻模塊后可以輸出一個無二倍頻分量影響的鑒頻信號；

所述相角估計模塊(2)，負責將PI控制模塊中積分器處理后的信號和整個相角估計模塊的輸出信號輸入到二倍頻消除鑒頻模塊中；

使用時，系統(tǒng)的輸入信號v_i(t)輸入消除二倍頻的鑒頻模塊(1)；經(jīng)過消除二倍頻的鑒頻模塊(1)處理后所獲得并輸出的任意頻率下不含二倍頻分量的信號v_dq(t)傳遞至相角估計模塊(2)；

相角估計模塊(2)中比例積分控制器中積分環(huán)節(jié)輸出的計算量Δω_o，用于估計輸入頻率的變化，該數(shù)值反饋至消除二倍頻的鑒頻模塊(1)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種消除二倍頻分量影響的單相鎖相環(huán)，其特征在于，所述的二倍頻消除鑒頻模塊(1)產(chǎn)生一個無二倍頻影響的鑒頻信號；然后將該鑒頻信號輸入到含PI控制和積分器的相角估計模塊中，通過相角估計模塊(2)的計算實現(xiàn)對鎖相環(huán)的實時相角進行估計的功能；

隨后，使用相角估計模塊(2)的輸出信號和相角估計模塊中積分器的輸出量作為反饋信號分別送入到消除二倍頻的鑒頻模塊(1)內(nèi)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種消除二倍頻分量影響的單相鎖相環(huán)，其特征在于，單相鎖相環(huán)還包括一個正交信號產(chǎn)生模塊與處理模塊；所述正交信號產(chǎn)生模塊與處理模塊，負責消除鎖相環(huán)穩(wěn)態(tài)時二倍頻分量對鎖相結(jié)果的影響，同時保證了鎖相環(huán)動態(tài)響應的性能。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種消除二倍頻分量影響的單相鎖相環(huán)，其特征在于，本單相鎖相環(huán)的使用環(huán)境為非理想電網(wǎng)環(huán)境下，負責非理想電網(wǎng)條件下的在線準確估計。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種消除二倍頻分量影響的單相鎖相環(huán)，其特征在于，單相鎖相環(huán)還包括一組不含二倍頻分量影響的鑒頻信號，簡稱為特定的信號；

所述的“特定的信號”，即不含二倍頻分量影響的鑒頻信號，是任意頻率下都不包含二倍頻分量的鑒頻信號；該“特定的信號”獲得方法為：使用相角估計模塊中的輸出量和該模塊中的積分器的輸出量作為反饋，構(gòu)成一個鑒頻單元，并按如下流程進行構(gòu)建：

使用延遲信號環(huán)節(jié)產(chǎn)生兩個用來輔助鑒頻的信號，依次記為：v_p(t)、v_q(t)，然后將這兩個信號相加得到不含二倍頻分量信號的v_pq(t)，作為鑒頻模塊的輸出信號。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種消除二倍頻分量影響的單相鎖相環(huán)，其特征在于，輔助鑒頻的信號：v_p(t)和v_q(t)的表達式分別為：

其中為輸入的電網(wǎng)電壓信號，輸入電網(wǎng)電壓信號相位為V_i為電壓幅值、ω_i為信號角頻率、為初相角；ω_n為額定狀態(tài)下的電網(wǎng)頻率、Δω_i＝ω_i-ω_n為輸入頻率與正常電網(wǎng)頻率的差值、θ_i為信號相位、T為額定頻率時信號的周期；v_β(t)為輸入電網(wǎng)電壓信號v_i(t)延遲個周期得到的信號，v_c(t)為與輸入信號正交的信號。