[发明专利]锁相方法、装置及设备

说明书

一种锁相方法、装置及设备，其中，该方法包括：在电网电压信号波的四分之一周期内循环采样电网电压信息；设定一个长度为L的数组，其中，所述L由所述电网电压的频率、采样频率共同决定；设定第一变量S1与第二变量S2，其中，S2＝S1+1；根据所述第一变量S1生成第一信号波Ua，并根据所述第二变量S2生成第二信号波Ub；将所述第一信号波Ua与所述第二信号波Ub进行电压Park变换，实现锁相。利用数组获取相差自由分量，结合Park变换实现相位角跟踪，计算量小，可靠性高。

技术领域

本申请涉及电力电子控制领域，尤其涉及一种锁相方法、装置及设备。

背景技术

随着现代工业的发展，电力电子装置和非线性负载的广泛应用产生了大量的谐波，导致电力系统中谐波电流成分迅速增长，电流波形畸变，加大了线损和用电设备的损耗，系统功率因素急剧降低，严重影响电网电能质量。

由于脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation，PWM)整流器能够实现网侧电流正弦化并且运行于单位功率因数状态下，而且又具备双向能量回馈的功能。因此PWM整流器在交流变换直流跟直流变换交流的场合得到广泛的应用。

PWM整流器的一个重要性能指标是获得交流输入侧的单位功率因数。然而，受硬件延时的检测误差、电压输入谐波及相位、频率波动的影响，一般的锁相方法很难实现相位的实时有效跟踪，动态响应速度较慢，且抗扰动能力较差。因此，为了实现单位功率因数，就要实现电网输入电流实时跟踪电网输入电压，即实现输入电流和输入电压的同频同相。而且，由于单相电网只有一个自由度分量，对于单相PWM整流来说，不能像三相PWM整流那样直接进行dq坐标变换。如果在单相PWM整流里面用dq坐标变换来继续锁相，需要虚拟另外一个相位差90度的自由分量，并使用电压Park变换来处理相位角跟踪，但是该方法计算量大并且精度差。

发明内容

本申请实施例提供了一种锁相方法、装置及设备，以期提供一种适用于单相PWM整流的锁相方法，计算量小且精度高。

本申请实施例第一方面提供了一种锁相方法，包括：

在电网电压信号波的四分之一周期内循环采样电网电压信号；

设定一个长度为L的数组，其中，所述L由所述电网电压的频率、采样频率共同决定；设定第一变量S1与第二变量S2，其中，S2＝S1+1；

根据所述第一变量S1生成第一信号波Ua，并根据所述第二变量S2生成第二信号波Ub；

将所述第一信号波Ua与所述第二信号波Ub进行电压Park变换，实现锁相。

结合本申请实施例第一方面，在本申请实施例第一方面的第一种实现方式中，所述设定一个长度为L的数组之前，所述方法还包括：确定数组长度L的值。

结合本申请实施例第一方面的第一种实现方式，在本申请实施例第一方面的第二种实现方式中，所述确定数组长度L的值，包括：

根据所述电网电压信号波的频率确定所述信号波的周期；

根据所述信号波的周期确定所述信号波的四分之一周期所占的时长；

根据所述采样频率确定所述采样周期；

根据所述信号波的四分之一周期所占的时长以及所述采样周期确定所述信号波的四分之一周期内的采样点数，即所述长度L的值。

结合本申请实施例第一方面，在本申请实施例第一方面的第三种实现方式中，所述根据所述第一变量S1生成第一信号波Ua，并根据所述第二变量S2生成第二信号波Ub，包括：

使所述第一变量S1在所述信号波的四分之一周期内循环采样，并缓存所述第一变量S1采样的元素信息；

根据所述第一变量S1的循环采样，缓存所述第二变量S2采样的元素信息；