[发明专利]一种用于电网相位角跟踪的方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力供电技术，尤其是涉及一种用于电网相位角跟踪的方法。

背景技术

目前，电网相序及相角检测大多采用硬件锁相环和软件锁相环方法，硬件锁相环一般采用电网电压过零点跟踪电网频率，而后用倍频锁相电路计算电网相位角。软件锁相环亦是基于捕获硬件锁相中过零点脉冲，然后进行一系列锁相计算，而电网电压在过零点附近，容易受到干扰，有重复过零现象发生，而采用滞环比较电路虽然避免了重复过零，却又带来了过零点检测不准确的问题。

近来，由于高速信号处理器的发展，计算速度越来越快，而成本又不断下降，那么进行复杂的三角正余弦、正切、反正切计算已经可行。由于电网是一个频率微变，而三相电压又不是理想的正弦波，尤其在工业环境中，大量容性、感性负载及二极管、晶闸管整流负载影响下，电网波形会发生一定的畸变，导致简单的三角运算并不能精确地计算电网的相角及频率。

发明内容

本发明的目的在于采用一种绘制包络线的方法来约束电网相角，进而可求出电网的周期及频率。

为实现本发明的目的，提出一种用于电网相位角跟踪的方法，该方法包括步骤：

1)采集电网三相相电压，得到三相电压瞬时值；

2)根据3/2变换，得到电网电压在两相静止坐标下分量U_α，U_β；

3)用反正切变换，求出电网瞬时相角；

4)求出即时步长值，Δθ＝θ_i-θ_i-1；

5)当|Δθ|＞4π/3时，求出此工频周期内相位步长：θ_s＝T/K

6)确定上下包络线：L_H(i)＝θ_s×i+θ_s/3，L_L(i)＝θ_s×i_θ_s/3；

7)在L_H(i)≥θ(i)≥L_L(i)，令θ(i)为真实值；

当θ(i)＞L_H(i)，则令L_H(i)为真实值；

当θ(i)＜L_L(i)，则令L_L(i)为真实值。

本发明的上述方法能够对电网的相角及频率进行精确地计算。

附图说明

图1包络线L_H，L_L的示意图；

图2是本发明电网相位角跟踪流程图。

其中，U_a、U_b和U_c分别是a相电压、b相电压和c相电压，e_α和e_β分别是和α轴电压和β轴电压；i为采集次数；θ_i为第i次相位角；Δθ为即时相位步长，θ_s为相位角步长；T为电网周期；T_s为采集周期；L_H(i)为上包络线；L_L(i)为下包络线。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进一步详细说明。

利用微处理器采集经过调理电路处理过的电网三相相电压，并将其转化数字量，得到U_a、U_b和U_c三相瞬时值，根据电机控制理论中经典的3/2变换，得到U_α，U_β变换阵；