[发明专利]锁相环控制方法和装置

说明书

本发明提供一种锁相环控制方法和装置，所述方法包括以下步骤：获取电网当前的实际频率；根据所述电网当前的实际频率更新预设基频；获取所述电网的三相电压；根据所述电网当前的实际频率从所述电网的三相电压分解出正序分量；对所述正序分量进行坐标转换，得到q轴电压分量和d轴电压分量；将给定零值与q轴电压分量相减，得到的误差信号经过调节器后，再与更新后的预设基频进行运算得到锁相环输出频率，并根据所述锁相环输出频率得到坐标转换用相角，以实现闭环锁相。本发明能够减小电网不平衡或谐波较大对相角跟踪的影响，并能够准确分离出电网的正序分量并得到准确的q轴电压分量，减小相角偏移，从而能够实现对电网电压快速、准确的跟踪。

技术领域

本发明涉及锁相环技术领域，具体涉及一种锁相环控制方法和一种锁相环控制装置。

背景技术

在三相变流器控制中，为了快速获取电网角度，通常采用三相软件锁相环来实现。目前常用的三相软件锁相环的基本原理是：将电网的三相输入电压通过clark变换转换到αβ坐标系，然后经过park变换从αβ坐标系转换到dq坐标系，得到交流电压的q轴直流分量，若锁相角度与电网电压同相位则q轴直流分量为0。因此，将参考值零与实际三相电压变换后的q轴直流分量相减，得到的误差信号经过调节器(如PI调节器)后，再与预先设置的基频进行运算得到输出的跟踪频率，最后经过积分环节，输出即为电网电压的相角，经过三角运算后，得到坐标转换用的三角函数值。

然而，在三相电网存在谐波或不平衡的工况下，由于q轴直流分量计算采用瞬时电压，其计算结果有很大波动，最终锁相角度与电网电压的实际相角存在差异，进而影响后续基于相角的控制性能，若差异过大，可导致设备失控。

发明内容

本发明为解决上述技术问题，提供了一种锁相环控制方法，能够减小电网不平衡或谐波较大对相角跟踪的影响，并能够准确分离出电网的正序分量并得到准确的q轴电压分量，减小相角偏移，从而能够实现对电网电压快速、准确的跟踪。

本发明采用的技术方案如下：

一种锁相环控制方法，包括以下步骤：获取电网当前的实际频率；根据所述电网当前的实际频率更新预设基频，具体将所述电网当前的实际频率与此前预设基频进行比较，如果二者的偏差大于偏差门限，则以所述电网当前的实际频率作为预设基频；获取所述电网的三相电压；根据所述电网当前的实际频率从所述电网的三相电压分解出正序分量；对所述正序分量进行坐标转换，得到q轴电压分量和d轴电压分量；将给定零值与所述q轴电压分量相减，得到的误差信号经过调节器后，再与更新后的预设基频进行运算得到锁相环输出频率，并根据所述锁相环输出频率得到坐标转换用相角，以实现闭环锁相。

所述的锁相环控制方法还包括：计算所述电网的三相电压的电压峰值；将所述d轴电压分量与所述电压峰值进行比较，以判断是否锁相成功。

通过外接频率检测电路获取所述电网当前的实际频率。

以所述锁相环输出频率作为所述电网当前的实际频率。

在将给定零值与所述q轴电压分量相减之前，还包括：根据所述电网当前的实际频率对所述q轴电压分量进行滤波。

将所述d轴电压分量与所述电压峰值进行比较，以判断是否锁相成功，具体包括：计算所述d轴电压分量与所述电压峰值的差值的绝对值；获取当前锁相状态；如果当前锁相状态为成功，则判断所述差值的绝对值是否大于第一差值门限，如果是，则第一计数值加一，否则所述第一计数值减一；直至所述第一计数值大于第一计数门限，更新锁相状态为失败；如果当前锁相状态为失败，则判断所述差值的绝对值是否小于第二差值门限，如果是，则第二计数值加一，否则所述第二计数值减一；直至所述第二计数值大于第二计数门限，更新锁相状态为成功。