[发明专利]一种基于旋转坐标系的高效BANG-BANG软件锁相环

说明书

技术领域

本发明涉及电工技术及非线性控制技术。本发明适合于新能源并网发电，特别是太阳能，风能并网发电。

背景技术

现有电网锁相技术，有过零检测及硬件专用锁相芯片。软件锁相则以快速傅立叶变换(FFT)为代表。硬件电路除了增加电路复杂度外，设计应用上也不够灵活。FFT算法复杂且动态响应差，适合于图像数据处理等应用，在并网锁相上除占用大量DSP资源外，也难以满足系统动态要求。考虑到并网同步的特殊性，即电网频率变化范围通常为50Hz±1％，以及要求锁相有较高的实时性，本发明提出了一种高效，高速的软件锁相算法，只需要四个乘法及通过逻辑判断进行四象限定位，便可快速跟踪电网电压实现频率及相位锁定，且由于算法等价于旋转坐标下直流低通滤波，故有较好的抗干扰性能。

发明内容

本发明为一种Bang_Bang调节的软件锁相算法。根据电网电压构造出一个空间向量并令其角频率为ω₀，初始相位角为θ₀，再构造一个由(ω，θ)构成的旋转坐标系，并选一对正交基

U→q=[cos(ωt+θ),sin(ωt+θ)]]]>U→d=[-sin(ωt+θ),cos(ωt+θ)]]]>

做叉积

V→0×U→q=aK→,]]>V→0×U→d=bK→]]>

的方向由右手法则确定，而a，b的符号组合决定了与的位置关系，即对于以为横轴的坐标系下的象限位置。若落于II，III象限，则将旋转180°；若落于I象限则实施一个-δ的角增量，若落于IV象限，则实施一个+δ的角增量。从而可使快速、稳定地跟踪即ω跟踪ω₀，θ跟踪θ₀，从而实现锁相。