一种配网故障指示器采集单元的三相同步方法技术

本发明专利技术提出了一种配网故障指示器采集单元的三相同步系统和方法，通过设置双输入SOGI‑FLL模块，可以滤除积分后引入的干扰信号以及谐波分量，同时保证相位不滞后，保证了系统的响应时间和稳定性；双输入SOGI‑FLL模块包括DISOGI‑FLL单元和DISOGI单元，DISOGI‑FLL单元和DISOGI单元均包括相位相差90°的输入端，在系统稳定时，两个输出端输出的跟踪量正交，两个误差的积分信号引入到系统频率环，实现输入频率在先跟踪调整；整个系统可以将故障电压的正负序电压分离出来，并对输入频率在线跟踪调整。

A Three-phase Synchronization Method for Fault Indicator Acquisition Unit of Distribution Network

The invention proposes a three-phase synchronization system for acquisition unit of distribution network fault indicator, which can filter out the interference signal and harmonic component after integration by setting up a dual-input SOGI FLL module, while ensuring the phase lag, ensuring the response time and stability of the system; The dual-input SOGI FLL module includes DISOGI FLL unit and DISOGI unit, DISOGI FLL module. Both DISOGI and DISOGI units include input terminals with phase difference of 90 degrees. When the system is stable, the output tracking quantities of the two output terminals are orthogonal, and the integral signals of two errors are introduced into the frequency loop of the system to realize the tracking adjustment of the input frequency first. The whole system can separate the positive and negative sequence voltage of the fault voltage and track and adjust the input frequency online.

【技术实现步骤摘要】
一种配网故障指示器采集单元的三相同步方法
本专利技术涉及配电网领域，尤其涉及一种配网故障指示器采集单元的三相同步方法。
技术介绍
很多与电网相关联的设备都需要电网电压相位才能正常工作，目前常用的同步信号检测方法为数字锁相环法，它具有准确性高，算法比较简单的优点，然而在电网电压不平衡时，电压中既有正序分量也有负序分量，负序分量进行坐标变换后产生的二次谐波分量，很难能过滤波等常规手段消除，因此，常用的同步参考坐标系锁相环无法正常工作，目前已有技术提出电网不平衡时锁相环性能的改进方法，但是都有算法复杂或对电网频率敏感等不足，例如，在同步旋转坐标系中进行锁相控制，但这种方法无法解耦电压正负序和各次谐波分量；带频率环的二阶广义积分器算法，需要有两个积分环节来提取电压各分量有效信息，积分环严重影响锁相环的响应速度，因此，现需一种算法简单并且可以快速解耦以及识别各次谐波正负序、相位的配网故障指示器采集单元的三相同步方法。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提出了一种算法简单并且可以快速解耦以及识别各次谐波正负序、相位的配网故障指示器采集单元的三相同步方法。本专利技术的技术方案是这样实现的：本专利技术提供了一种配网故障指示器采集单元的三相同步方法，包括以下步骤：S101、对故障电压进行Clark变换将abc坐标系转换为αβγ坐标系；S102、将经过Clark变换后的故障电压进行一阶微分，进行初步解耦，将正负序电压初步分离；S103、将解耦分量输入到双输入SOGI-FLL中快速跟踪设定频段的正负序分量，同时过滤高次谐波和高频干扰。在以上技术方案的基础上，优选的，S101中电网零序分量无法传递到设备侧，经过Clark变换后的零序分量单独投影到γ轴，无需解耦。在以上技术方案的基础上，优选的，S102中利用微分器将电压的正负序分量分离。在以上技术方案的基础上，优选的，S103中双输入SOGI-FLL包括DISOGI-FLL单元和DISOGI单元；初步分离后的正序分量经过DISOGI-FLL单元后得到跟踪量，并将跟踪量反馈给负序分量的DISOGI单元。更进一步优选的，DISOGI-FLL单元包括两个相位相差90°的输入端；DISOGI单元包括两个相位相差90°的输入端。本专利技术提供了一种配网故障指示器采集单元的三相同步系统，其包括Clark变换模块、正负序分离模块，还包括SOGI-FLL模块；Clark变换模块、正负序分离模块和SOGI-FLL模块顺次电性连接；Clark变换模块将故障电压的abc坐标系转换为αβγ坐标系；正负序分离模块利用一阶微分将变换后的故障电压的正负序分量分离出来；SOGI-FLL模块根据直接解耦同步算法快速跟踪设定频段的正负序分量，过滤高次谐波和高频干扰。在以上技术方案的基础上，优选的，SOGI-FLL模块包括相互电性连接的DISOGI-FLL单元和DISOGI单元；DISOGI-FLL单元计算出正序分量的跟踪量，并将跟踪量回馈到正负序分离模块和负序的DISOGI单元；DISOGI单元计算出分离出负序分量的跟踪量。在以上技术方案的基础上，优选的，SOGI-FLL模块包括相互电性连接的DISOGI-FLL单元和DISOGI单元；DISOGI-FLL单元计算出正序分量的跟踪量，并将跟踪量回馈到正负序分离模块和负序的DISOGI单元；DISOGI单元计算出分离出负序分量的跟踪量。在以上技术方案的基础上，优选的，正负序分离模块的输入端为经Clark变换模块变换后的故障电压和DISOGI-FLL单元反馈的跟踪量，其正序分量的输出端分别与DISOGI-FLL单元的两个输入端一一对应电性连接，其负序分量的输出端分别和DISOGI单元的两个输入端一一对应电性连接。在以上技术方案的基础上，优选的，DISOGI单元和DISOGI-FLL单元的两个输入端相位均相差90°。本专利技术的一种配网故障指示器采集单元的三相同步系统和方法相对于现有技术具有以下有益效果：(1)通过设置双输入SOGI-FLL模块，可以滤除积分后引入的干扰信号以及谐波分量，同时保证相位不滞后，保证了系统的响应时间和稳定性；(2)双输入SOGI-FLL模块包括DISOGI-FLL单元和DISOGI单元，DISOGI-FLL单元和DISOGI单元均包括相位相差90°的输入端，在系统稳定时，两个输出端输出的跟踪量正交，两个误差的积分信号引入到系统频率环，实现输入频率在先跟踪调整；(3)整个系统可以将故障电压的正负序电压分离出来，并对输入频率在线跟踪调整。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术一种配网故障指示器采集单元的三相同步方法的流程图；图2为本专利技术一种配网故障指示器采集单元的三相同步系统的结构图；图3为本专利技术一种配网故障指示器采集单元的三相同步系统中Clark变换模块采用的Clark变换矩阵；图4为本专利技术一种配网故障指示器采集单元的三相同步系统中三相电压的表达式。具体实施方式下面将结合本专利技术实施方式，对本专利技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本专利技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本专利技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本专利技术保护的范围。如图1所示，本专利技术的一种配网故障指示器采集单元的三相同步方法，其包括以下步骤：S101、对故障电压进行Clark变换将abc坐标系转换为αβγ坐标系；S102、将经过Clark变换后的故障电压进行一阶微分，利用微分器进行初步解耦，将正负序电压初步分离；S103、将解耦分量输入到双输入SOGI-FLL中快速跟踪设定频段的正负序分量，同时过滤高次谐波和高频干扰。S101中电网零序分量无法传递到设备侧，经过Clark变换后的零序分量单独投影到γ轴，无需解耦；S103中双输入SOGI-FLL包括DISOGI-FLL单元和DISOGI单元，初步分离后的正序分量经过DISOGI-FLL单元后得到跟踪量，并将跟踪量反馈给负序分量的DISOGI单元。本专利技术提供了一种配网故障指示器采集单元的三相同步系统，其包括Clark变换模块、正负序分离模块和SOGI-FLL模块。Clark变换模块，通过Clark变换将abc坐标系转变为αβγ坐标系。考虑到实际电网中零序分量无法传输到设备侧，并且经过Clark变换后该序分量会投射到γ轴，无需解耦，因此以下分析忽略零序分量而直接选择简化的Clark变换矩阵：三相电压可以等效为正序、负序和零序的叠加，其表达式是：uabc(t)＝up(t)+un(t)+uz(t)，uabc(t)是三相电电压，up(t)是正序分量的电压，un(t)是负序分量的电压，uz(t)是零序分量的电压，进行Clark变换，可以等到：uαβ(t)＝Tabc/αβ·uabc(t)，进而实现将将abc坐标系转变为αβγ坐标系。正负序分离模块，利用一阶微分将变换后的故障电压的正负序分量分离出来。对Clark变换后的正负序分量进本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种配网故障指示器采集单元的三相同步方法，其特征在于：包括以下步骤：S101、对故障电压进行Clark变换将abc坐标系转换为αβγ坐标系；S102、将经过Clark变换后的故障电压进行一阶微分，进行初步解耦，将正负序电压初步分离；S103、将解耦分量输入到双输入SOGI‑FLL中快速跟踪设定频段的正负序分量，同时过滤高次谐波和高频干扰。

【技术特征摘要】
1.一种配网故障指示器采集单元的三相同步方法，其特征在于：包括以下步骤：S101、对故障电压进行Clark变换将abc坐标系转换为αβγ坐标系；S102、将经过Clark变换后的故障电压进行一阶微分，进行初步解耦，将正负序电压初步分离；S103、将解耦分量输入到双输入SOGI-FLL中快速跟踪设定频段的正负序分量，同时过滤高次谐波和高频干扰。2.如权利要求1所述的一种配网故障指示器采集单元的三相同步方法，其特征在于：S101中电网零序分量无法传递到设备侧，经过Clark变换后的零序分量单独投影到γ轴，无需解耦。3.如权利要求1所述的一种配网故障指示器采集单元的三相同步方法，其特征在于：所述S102中利用微分器将电压的正负序分量分离。4.如权利要求1所述的一种配网故障指示器采集单元的三相同步方法，其特征在于：S103中双输入SOGI-FLL包括DISOGI-FLL单元和DISOGI单元；所述初步分离后的正序分量经过DISOGI-FLL单元后得到跟踪量，并将跟踪量反馈给负序分量的DISOGI单元。5.如权利要求4所述的一种配网故障指示器采集单元的三相同步方法，其特征在于：所述DISOGI-FLL单元包括两个相位相差90°的输入端；所述DISOGI单元包括两个相位相差90°的输入端。6.一种配网故障指示器采集单元的三相同步系统，其包括Clark变换模块...

【专利技术属性】
技术研发人员：周任飞，张文魁，张述元，
申请(专利权)人：武汉中原电子信息有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42