[发明专利]电网电压同步信号提取装置及方法

权利要求书

1.一种电网电压同步信号提取装置，其特征在于：包括：α-β静止坐标系变换电路T_αβ，d-q同步旋转坐标系变换电路T_dq，自适应陷波器ANF单元，负序分量提取单元，减法器I，减法器II，PI调节器，积分器I，比例运算器I和比例运算器II；

其中，所述α-β静止坐标系变换电路T_αβ，将电网电压的采样信号u_a、u_b和u_c变换到α-β静止坐标系中，得到电网电压的α轴分量u_α和β轴分量u_β;

所述d-q同步旋转坐标系变换电路T_dq，将所述u_α和u_β变换到d-q同步旋转坐标系中，得到电网电压的d轴分量u_d和q轴分量u_q;

所述ANF单元，提取所述u_q的基波分量u_f和90°移相信号S_90°u_f；

所述负序分量提取单元，从所述u_f和S_90°u_f中提取并输出负序分量的幅值U_n与相位角θ_n;

所述减法器I，将所述u_d与S_90°u_f相减，得到并输出正序分量的幅值U_p;

所述减法器Ⅱ、PI调节器和积分器I顺序连接，分别将所述u_q与u_f相减得到误差信号ε，对所述ε进行PI调节得到基波角频率ω，对所述ω积分得到正序分量的相位角θ_p；

所述θ_p作为反馈输入到d-q同步旋转坐标系变换电路T_dq中，所述ω经过比例运算器I乘以2得到ω'作为ANF单元的反馈，所述ω经过比例运算器II乘以1/(2π)得到并输出基波频率信号f。

2.如权利要求1所述的电网电压同步信号提取装置，其特征在于：所述ANF单元包括：

减法器III、减法器IV、乘法器I、乘法器II、乘法器III、比例放大器、积分器II、积分器III和反向器；

所述减法器III，将所述u_q减去积分器II输出的所述u_f，得到误差信号e；

所述乘法器Ⅰ，将所述e与所述ω'相乘得到eω'；

所述比例放大器，将所述eω'乘以比例系数2ξ，得到2ξeω'，其中ξ=0.707；

所述减法器IV，将所述2ξeω'减去所述乘法器III输出的ω'²x，得到状态变量x的二阶导数

所述积分器II，将所述进行积分得到并输出所述u_f；

所述积分器III，将所述u_f进行积分得到所述状态变量x；

所述乘法器II，将所述状态变量x与ω'相乘得到ω'x；

所述乘法器III，将所述乘法器II输出的所述ω'x与所述ω'相乘得到ω'²x；

所述反向器，将所述乘法器II输出的ω'x进行反向得到所述S_90°u_f。