[发明专利]基于双带通滤波器结构的2倍频锁相方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于双带通滤波器结构的2倍频锁相方法，属于锁相环节及逆变器电流型并网领域。

背景技术

锁相环应用于逆变器电流型并网环节中。电流型并网需要使电流与电网电压同频同相，电网电压不平衡条件下，通过对电压正、负序分量的提取，利用SRF-PLL对其进行锁相，从而获得正、负序电压幅值、相位和频率。电网电压正、负序分量的提取方法有对称分量法，双旋转坐标系(DDSRF)法，延迟法，DSOGI法等。虽然这些锁相方法性能都很好，但都是对电网电压角频率进行锁相的。

发明内容

本发明的目的是为提高现有电网电压正、负序分量提取及锁相速度，提出一种新型电网电压2倍频锁相方法，该方法能够有效提高正序或负序分量的锁相速度，且具有良好的动态和稳态响应。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

建立两个新的变换矩阵T₊′和T_-′，用于提取电网电压正序分量产生的2倍频波动，和负序分量产生的2倍频波动，而后利用带通滤波器进行2倍频分量的提取，在对2倍频分量进行准确锁相的同时，电网电压正序或负序分量的相位也被准确锁定。

基于双带通滤波器结构的2倍频锁相方法，包括以下步骤：

(1)三相电网电压在abc坐标系下表示为v_a、v_b、v_c，经Clark变换，得到v_α、v_β；

(2)此处建立两个新的变换矩阵T₊′和T_-′，用于提取电网电压正序分量产生的2倍频波动，和负序分量产生的2倍频波动；

(3)将两个信号分别使用带通滤波器，滤去谐波和直流量，得到一组对称的正交信号，该正交信号的幅值为电网电压正序分量的幅值，频率为电网电压正序分量频率的2倍；

(4)将步骤3得到的正交信号进行Park变换，得到，通过控制，提取电网电压正序分量幅值及正序2倍频分量相位；

(5)2倍频锁相环中积分部分的一半，即为电网电压正序分量的相位，电网电压正序分量的频率亦可得到；

(6)负序分量的提取方法只需将代入步骤3，并依次向下进行即可。

作为优选，电网电压含有其他次谐波时，提取该谐波交流量，经带通滤波后，即可对该谐波分量进行锁相。

作为优选，提取2倍频正交分量时，采用正交发生器对提取的或进行正交发生。

本发明的有益效果在于：

本发明可以提高正负序分量幅值、相位和频率的检测速度及精度。在新能源并网和需要快速提取正、负序分量的场合，具有一定的工程应用价值。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为基于双带通滤波器结构的2倍频锁相环结构原理图。

具体实施方式

如图1所示，三相电网电压表示为v_a、v_b、v_c，经Clark变换后，得到v_α、v_β。使用新建立的变换矩阵T₊′提取电网电压正序分量产生的2倍频波动。将这两个信号分别利用带通滤波器，滤去谐波和直流量，得到一组对称的正交信号，该正交信号的幅值为电网电压正序分量的幅值，频率为电网电压正序分量频率的2倍。将这组正交信号进行Park变换，得到，通过控制，对该2倍频交流量进行锁相，输出相位为，并提取电网电压正序分量幅值，2倍频交流量的锁相部分与传统的SRF-PLL一致，只是锁相角的频率为工频的2倍。电网电压正序分量的相角，其实为锁相环节中积分部分输出的一半。至此，电网电压正序分量的相角、幅值和频率全部求出。

当对电网电压负序分量进行锁相时，需要提取负序分量产生的2倍频波动，此时只需将变换矩阵T₊′变为T_-′即可。

以上公开的仅为本专利的具体实施例，但本专利并非局限于此，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，做出的变形应视为属于本发明保护范围。