基于IDFT的软件锁相环实现方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于IDFT的软件锁相环方法及装置，采样非理想三相系统的电压信号，将三相电网电压由abc静止坐标系转经clarke变换到αβ静止坐标系下，经IDFT提取电压基波正序信号，将αβ静止坐标系下的电压信号经park变换至dq同步旋转坐标系下；经PI控制器得到电压基波正序信号角频率；装置包括：采样单元、锁相环单元、闭环控制单元、正弦脉宽调制单元、驱动单元、NPC三电平逆变器。本发明专利技术方法可以在两相静止坐标系下滤除非理想电网电压信号中谐波分量、负序分量和直流分量，锁相环参数设计简单，锁相精度高。

Implementation Method and Device of Software Phase-Locked Loop Based on IDFT

The invention discloses a software phase-locked loop method and device based on IDFT, which sampled the voltage signal of non-ideal three-phase system, transformed the three-phase grid voltage from ABC static coordinate system to alpha-beta static coordinate system by clarke, extracted the positive sequence voltage signal by IDFT, and transformed the voltage signal in alpha-beta static coordinate system to DQ synchronous rotating coordinate system by park. The device includes sampling unit, phase-locked loop unit, closed-loop control unit, sinusoidal pulse width modulation unit, driving unit and NPC three-level inverter. The method of the invention can filter the harmonic component, negative sequence component and direct current component of the ideal grid voltage signal in the two-phase stationary coordinate system. The design of the PLL parameters is simple and the PLL precision is high.

【技术实现步骤摘要】
基于IDFT的软件锁相环实现方法及装置
本专利技术涉及电力电子变换
，特别是一种基于IDFT的软件锁相环实现方法及装置。
技术介绍
在新能源应用领域中，与基准信号同步是很重要的，例如分布式发电中，连接电网的转换器通常必须与公用电网的相位和频率同步。锁相环(PhaseLockedLoop—PLL)可以用于与信号同步。例如，单同步坐标系软件锁相环(SingleSynchronousReferenceFrameSoftwarePhaseLockLoop—SSRF-PLL)是广泛使用的PLL技术，其能够检测基准信号的相角和频率。在一定条件下，SSRF-PLL可以快速而又精确的检测到基准信号的相角、基频和幅值。如果基准信号由于低次谐波而失真，可以通过减小SSRF-PLL反馈环节的带宽而抑制和消除这些谐波对输出的影响。然而在某些情况下，由于PLL的响应速度也因此会减小，所以减小PLL带宽可能是不可接受的解决方案。此外，基准信号的不平衡也会对基于SSRF-PLL方法的设计产生影响。目前，基于双同步坐标系的解耦软件锁相环(DecoupledDoubleSynchronousReferenceF本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于IDFT的软件锁相环实现方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、采样非理想三相系统的电压信号ua、ub、uc，利用clark变换将信号转换到αβ静止坐标系中的电压信号uα、uβ；S2、经IDFT1‑SPLL检测工作电压频率值，检测步骤为：S21、uα、uβ经IDFT1提取准电压基波正序信号uα′、uβ′；S22、通过park变换将准电压基波正序信号uα′、uβ′转换至dq同步旋转坐标系下的电压信号ud′、uq′；S23、uq′经PI控制器得到准电压基波正序信号角频率ωf；S24、ωf经积分环节得到准电压基波正序信号相位角θ，用于反馈至步骤S22中进行park变换完成闭环锁相；S25、...

【技术特征摘要】
1.一种基于IDFT的软件锁相环实现方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、采样非理想三相系统的电压信号ua、ub、uc，利用clark变换将信号转换到αβ静止坐标系中的电压信号uα、uβ；S2、经IDFT1-SPLL检测工作电压频率值，检测步骤为：S21、uα、uβ经IDFT1提取准电压基波正序信号uα′、uβ′；S22、通过park变换将准电压基波正序信号uα′、uβ′转换至dq同步旋转坐标系下的电压信号ud′、uq′；S23、uq′经PI控制器得到准电压基波正序信号角频率ωf；S24、ωf经积分环节得到准电压基波正序信号相位角θ，用于反馈至步骤S22中进行park变换完成闭环锁相；S25、将得到的准电压基波正序信号角频率ωf经低通滤波器滤波后求出工频周期采样个数K，传递给IDFT2，用于实现频率自适应滤波；S3、经IDFT2-SPLL检测工作电压相位角，检测步骤为：S31、uα、uβ经IDFT2，并结合工频周期采样个数K提取电压基波正序信号uα+、uβ+；S32、通过park变换将电压基波正序信号uα+、uβ+转换至dq同步旋转坐标系下的电压信号ud+、uq+；S33、uq+经PI控制器得到工作电压角频率ωo；S34、电压基波正序信号角频率经积分环节得到电压基波正序信号相位角θo，反馈至步骤S32用于park变换完成闭环锁相。2.根据权利要求1所述的基于IDFT的软件锁相环实现方法，其特征在于，所述非理想三相系统的电压信号ua、ub、uc由基波正负序分量和多种频率的分量组成，其函数表达式为：式中，U1+为电网电压基波正序分量的电压幅值，Un为电网电压n次谐波的电压幅值，φ1和φn分别为电网电压基波正序分量的初始相位角和电网电压n次谐波的初始相位角，ω为电网电压基波角频率。3.根据权利要求1所述的基于...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵涛，
申请(专利权)人：合肥科威尔电源系统有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34