[发明专利]基于统一复数形式构造的单三相通用锁相方法

权利要求书

1.一种基于统一复数形式构造的单三相通用锁相方法，其特征在于：包括单/三相复数形式统一单元、环外广义滤波单元和闭环锁相单元；

其中，单/三相复数形式统一单元用于对电网电压信号进行统一复数形式构造；环外广义滤波单元采用多前向数字复数谐振器构成的闭环结构，用于基波正序分量的无静差输出；闭环锁相单元用于对基波正序分量中的角频率和相位信息进行跟踪。

2.根据权利要求1所述的基于统一复数形式构造的单三相通用锁相方法，其特征在于：具体包括以下步骤：

(1)对电网电压信号进行统一复数形式构造，将电网电压信号分解为复平面逆时针旋转的各次正序分量和复平面顺时针旋转的各次负序分量；

(2)利用多前向数字复数谐振器构成的闭环结构，实现+1谐振频次，基波正序分量无静差输出，其他谐振频次无静差滤除；

(3)对基波正序分量中的角频率和相位信息进行跟踪。

3.根据权利要求2所述的基于统一复数形式构造的单三相通用锁相方法，其特征在于：所述步骤(1)中三相系统的电网电压信号统一复数形式构造具体包括：

将三相瞬时电网电压信号E_ab、E_bc、E_ca进行实数频域分解和正、负序分解：

$\left[\begin{array}{c}{E}_{ab}\\ E_{bc}\\ E_{ca}\end{array}\right]=\underset{n=1}{\overset{+\mathrm{\∞}}{\Σ}}\left[\begin{array}{c}{E}_n\cos ({\mathrm{\ω}}_{n}t+{{\mathrm{\θ}}^{\′}}_n)+E_{-n}cos({\mathrm{\ω}}_{-n}t+{{\mathrm{\θ}}^{\′}}_{-n})\\ E_n\cos ({\mathrm{\ω}}_{n}t+{{\mathrm{\θ}}^{\′}}_n-\frac{2}{3}\mathrm{\π})+E_{-n}cos({\mathrm{\ω}}_{-n}t+{{\mathrm{\θ}}^{\′}}_{-n}+\frac{2}{3}\mathrm{\π})\\ E_n\cos ({\mathrm{\ω}}_{n}t+{{\mathrm{\θ}}^{\′}}_n+\frac{2}{3}\mathrm{\π})+E_{-n}cos({\mathrm{\ω}}_{-n}t+{{\mathrm{\θ}}^{\′}}_{-n}-\frac{2}{3}\mathrm{\π})\end{array}\right]$

其中，ω_n＝nω，ω_-n＝-nω，ω为基波角频率；θ′_n为三相瞬时电网电压信号正序分量的初始相位，θ′_-n为三相瞬时电网电压信号负序分量的初始相位；E_n、E_-n分别为正序和负序电网电压幅值，n＝1，2，3......；

通过Clarke变换将三相瞬时电网电压信号变换为瞬时复数信号：

其中，和分别为三相系统下复平面逆时针旋转的各次正序分量和复平面顺时针旋转的各次负序分量；

得到：

4.根据权利要求2所述的基于统一复数形式构造的单三相通用锁相方法，其特征在于：所述步骤(1)中单相系统的电网电压信号统一复数形式构造具体包括：

令将单相瞬时电网电压信号E′(t)变换为瞬时复数信号：

$E^{\′}\left(t\right)=\underset{m=1}{\overset{+\mathrm{\∞}}{\Σ}}{E^{\′}}_{m}cos({\mathrm{\ω}}_{m}t+{{\mathrm{\θ}}^{\′}}_m)$

其中：θ′_m为单相瞬时电网电压信号初始相位，ω_m＝mω，m＝1，2，3......；

则有：

其中，和分别为单相系统下复平面逆时针旋转的各次正序分量和复平面顺时针旋转的各次负序分量；

得到：