基于單相鎖相環算法的檢測電網電壓幅值、頻率和相角的方法，涉及基于單相鎖相環算法的檢測電網電壓幅值、頻率和相角的方法。它為了解決在單相電網存在直流偏移和諧波時的幅值，相角和頻率的準確檢測問題。該方法為：采集電網電壓信號，并輸入給延時移相模塊，延時移相模塊同時接收上一個周期獲得的電網電壓的頻率值，延時移相模塊輸出電網電壓的延時信號，采集的電網電壓信號與所述電網電壓的延時信號相減，得到的結果除以2后，獲得無直流偏移的電網電壓信號；將無直流偏移的電網電壓信號作為增強型鎖相環的輸入信號，獲得本周期的電網電壓的幅值、本周期電網電壓的頻率值和本周期的電網電壓的相角值。本發明專利技術適用于電能變換領域。
【技術實現步驟摘要】
【專利摘要】，涉及。它為了解決在單相電網存在直流偏移和諧波時的幅值，相角和頻率的準確檢測問題。該方法為：采集電網電壓信號，并輸入給延時移相模塊，延時移相模塊同時接收上一個周期獲得的電網電壓的頻率值，延時移相模塊輸出電網電壓的延時信號，采集的電網電壓信號與所述電網電壓的延時信號相減，得到的結果除以2后，獲得無直流偏移的電網電壓信號；將無直流偏移的電網電壓信號作為增強型鎖相環的輸入信號，獲得本周期的電網電壓的幅值、本周期電網電壓的頻率值和本周期的電網電壓的相角值。本專利技術適用于電能變換領域。【專利說明】基于單相鎖相環算法的檢測電網電壓幅值、頻率和相角的方法
本專利技術涉及一種單相電網電壓幅值、頻率和相角的檢測方法，特別涉及一種。
技術介紹
隨著新能源發電在民用領域應用的快速發展，單相并網逆變技術日益受到重視。在單相并網逆變器中，通常利用鎖相環技術獲得電網電壓的幅值，頻率和相位，以便對并網電流進行實時控制。因此鎖相環算法的精度和動態響應性能直接決定了并網電流的控制性能。在實際系統中，電網并非為理想正弦波形，而是存在大量的諧波，另外，電網電壓傳感器的非線性，模擬器件的溫漂等因素還會導致鎖相環的輸入信號存在直流偏移。上述原因造成鎖相環輸出的頻率和相角中產生周期性波動，進而影響并網電流的波形控制質量。現有的單相鎖相環技術中，一種是通過構造電網電壓信號的虛擬正交波形，通過旋轉坐標變換將交流信號轉換為直流信號進行控制。另外一種是對交流電網電壓信號直接進行鎖相，例如傳輸延時鎖相環技術，基于卡爾曼濾波器的鎖相環技術，基于全通濾波器的鎖相環技術，增強型鎖相環技術等。上述鎖相環技術中，有一些是基于理想電網電壓波形獲得的，在所輸入的信號存在諧波和直流偏移時無法獲得準確的相角和頻率等信息。有一些方案只單獨考慮了輸入信號存在諧波或者直流偏移的情況，在輸入信號同時存在諧波和直流偏移的情況下仍然無法獲得準確的電網電壓的相角、頻率和幅值等信息。
技術實現思路
本專利技術的目的是為了解決目前的鎖相環檢測電壓的方法中在輸入的信號同時存在諧波和直流偏移的情況下無法獲得準確的電網電壓的相角、頻率和幅值信息的問題，本專利技術提供一種。本專利技術的，它包括如下步驟:步驟一:采集電網電壓信號，并輸入給延時移相模塊，所述延時移相模塊同時接收上一個周期獲得的電網電壓的頻率值，所述延時移相模塊輸出電網電壓的延時信號，采集的電網電壓信號與所述電網電壓的延時信號相減，得到的結果除以2后，獲得無直流偏移的電網電壓信號；步驟二:將步驟一獲得無直流偏移的電網電壓信號作為增強型鎖相環的輸入信號，獲得本周期的電網電壓的幅值、本周期電網電壓的頻率值和本周期的電網電壓的相角值。所述步驟二中將步驟一獲得無直流偏移的電網電壓信號作為增強型鎖相環的輸入信號，獲得本周期的電網電壓的幅值、本周期電網電壓的頻率值和本周期的電網電壓的相角值的方法為:步驟Al:將上一個周期獲得的電網電壓的幅值與上一個周期獲得的電網電壓的相角余弦值相乘得到信號d，將步驟一獲得的無直流偏移的電網電壓信號減去所述信號d，獲得電網電壓信號的鎖相誤差e ；步驟B1:將步驟Al獲得的電網電壓信號的鎖相誤差e與上一個周期獲得的電網電壓的相角余弦值相乘，相乘后得到的信號經過第一積分器后獲得本周期的電網電壓的幅值；步驟Cl:將步驟Al獲得的電網電壓信號的鎖相誤差e與上一個周期獲得的電網電壓的相角正弦值相乘，相乘后的結果輸入給比例積分控制器，比例積分控制器輸出本周期的電網電壓的頻率增量Λ ω，將所述本周期的頻率增量Λ ω與設定的頻率值ω0相加后獲得本周期電網電壓的頻率值，將所述本周期電網電壓的頻率值經過第二積分器后獲得本周期的電網電壓的相角值。所述步驟二中將步驟一獲得無直流偏移的電網電壓信號作為增強型鎖相環的輸入信號，獲得本周期的電網電壓的幅值、本周期電網電壓的頻率值和本周期的電網電壓的相角值的方法為:步驟Α2:將上一個周期獲得的電網電壓的幅值與上一個周期獲得的電網電壓的相角余弦值相乘得到信號d，將步驟一獲得的無直流偏移的電網電壓信號減去所述信號d，獲得電網電壓信號的鎖相誤差e ；步驟B2:將步驟A2獲得的電網電壓信號的鎖相誤差e與上一個周期獲得的電網電壓的相角余弦值相乘，相乘后得到的信號經過第一積分器后獲得本周期的電網電壓的幅值；步驟C2:將步驟A2獲得的電網電壓信號的鎖相誤差e與上一個周期獲得的電網電壓的相角正弦值相乘，相乘后的結果輸入給滑動平均濾波器，滑動平均濾波器的輸出值輸入給比例積分控制器，比例積分控制器輸出本周期的電網電壓的頻率增量Λ ω，將所述本周期的頻率增量Λ ω與設定的頻率值ωΟ相加后獲得本周期電網電壓的頻率值，將所述本周期電網電壓的頻率值經過第二積分器后獲得本周期的電網電壓的相角值。本專利技術的優點在于，在鎖相環的輸入側加入延時移相環節，能夠消除直流偏移和奇次諧波，從而避免了直流偏移對鎖相環性能的影響；在鎖相環算法中加入滑動平均濾波器，能夠濾除偶次諧波，從而保證在電網電壓信號存在直流偏移和諧波的條件下仍然能夠獲得準確的電網電壓的幅值、頻率和相角信息。【專利附圖】【附圖說明】圖1為【具體實施方式】三所述的的原理示意圖。圖2為本專利技術所述的滑動平均濾波器的頻域伯德圖。圖3為用MATLAB軟件對本專利技術的方法進行仿真后的電網電壓的幅值的曲線示意圖。圖4為用MATLAB軟件對本專利技術的方法進行仿真后的電網電壓的相角和電網電壓的基波分量的曲線示意圖。【具體實施方式】【具體實施方式】一:結合圖1說明本實施方式，本實施方式所述的，它包括如下步驟:步驟一:采集電網電壓信號，并輸入給延時移相模塊，所述延時移相模塊同時接收上一個周期獲得的電網電壓的頻率值，所述延時移相模塊輸出電網電壓的延時信號，采集的電網電壓信號與所述電網電壓的延時信號相減，得到的結果除以2后，獲得無直流偏移的電網電壓信號；步驟二:將步驟一獲得無直流偏移的電網電壓信號作為增強型鎖相環的輸入信號，獲得本周期的電網電壓的幅值、本周期電網電壓的頻率值和本周期的電網電壓的相角值。本專利技術的原理框圖如圖1所示。在現有文獻中的增強型鎖相環(EPLL)的基礎上，在輸入側增加延時移相模塊，并與電網電壓輸入信號進行相應的計算后，以消除電網電壓輸入信號的直流偏移分量和偶次諧波分量，具體原理分析如下。假設電網電壓信號為【權利要求】1.，其特征在于， 它包括如下步驟: 步驟一:采集電網電壓信號，并輸入給延時移相模塊，所述延時移相模塊同時接收上一個周期獲得的電網電壓的頻率值，所述延時移相模塊輸出電網電壓的延時信號，采集的電網電壓信號與所述電網電壓的延時信號相減，得到的結果除以2后，獲得無直流偏移的電網電壓信號； 步驟二:將步驟一獲得無直流偏移的電網電壓信號作為增強型鎖相環的輸入信號，獲得本周期的電網電壓的幅值、本周期電網電壓的頻率值和本周期的電網電壓的相角值。2.根據權利要求1所述的，其特征在于， 所述步驟二中將步驟一獲得無直流偏移的電網電壓信號作為增強型鎖相環的輸入信號，獲得本周期的電網電壓的幅值、本周期電網電壓的頻率值和本周期的電網電壓的相角值的方法為: 步驟Al:將上一個周期獲得的電網電壓的幅值與上一個周期獲得的電網電壓的相角余弦值相乘得到信號d，將步驟一獲得的無直流偏移的本文檔來自技高網...
【技術保護點】
基于單相鎖相環算法的檢測電網電壓幅值、頻率和相角的方法，其特征在于，它包括如下步驟：步驟一：采集電網電壓信號，并輸入給延時移相模塊，所述延時移相模塊同時接收上一個周期獲得的電網電壓的頻率值，所述延時移相模塊輸出電網電壓的延時信號，采集的電網電壓信號與所述電網電壓的延時信號相減，得到的結果除以2后，獲得無直流偏移的電網電壓信號；步驟二：將步驟一獲得無直流偏移的電網電壓信號作為增強型鎖相環的輸入信號，獲得本周期的電網電壓的幅值、本周期電網電壓的頻率值和本周期的電網電壓的相角值。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：駱素華，吳鳳江，駱林松，張陸捷，馮帆，
申請(專利權)人：哈爾濱工業大學，
類型：發明
國別省市：
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