光伏系统低电压穿越时电网相位信号确定装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术属于光电技术领域，提供一种光伏系统低电压穿越时电网相位信号确定装置、方法和电子设备，装置包括：模数转换模块、数字信号处理器、数模转换模块，其中，三相电流从模数转换模块流入，转化为数字信号发送到数字信号处理器；数字信号处理器内设置有消谐模块及三项锁相环，消除预设次数谐波，利用锁相算法计算并追踪当前电网相位和频率信息；经过数字信号处理器处理后的电网信号通过数模转换模块输出并显示。本发明专利技术在滤除高次谐波的同时实现对基波正负序分量的解耦，解决了电网电压跌落故障出现时，光伏系统低电压穿越过程中，锁相环可能出现的无法准确采集电网相位信号的问题，在采集电网相位信号过程中，谐波干扰得到明显且有效的遏制。有效的遏制。有效的遏制。

【技术实现步骤摘要】
光伏系统低电压穿越时电网相位信号确定装置和方法


[0001]本专利技术属于光电
，更具体的是涉及一种光伏系统低电压穿越时电网相位信号确定装置、方法、电子设备和计算机可读介质。

技术介绍

[0002]伴随全球环境污染问题和化石能源危机的不断加剧，太阳能等清洁可再生能源受到了越来越多关注，光伏发电产业得到了快速发展。新能源发电系统主要采用基于PLL的锁相同步控制方式，并以并网变换器作为电能接口。
[0003]当电网发生故障电压跌落较为严重时，电网阻抗、变压器阻抗和线路阻抗上的压降相对于电网电压的影响增大，因此逆变器交流侧电压受电网阻抗、变压器阻抗和线路阻抗的影响较大，此时系统相当于一个弱电网，逆变器输出电压信号谐波含量大。由于锁相环根据逆变器交流侧电压来采集相位信号，逆变器交流侧电压畸变，此时锁相环很难准确采集到电网频率值。因此，电网电压跌落故障很严重时，若锁相环(PLL)采集到的频率值严重偏离50HZ，系统会出现失同步现象，普通锁相环难以准确地得到电网的同步信号。

技术实现思路

[0004](一)要解决的技术问题
[0005]本专利技术旨在解决电网电压跌落故障出现时，光伏系统在电网三相不平衡工况下进行低电压穿越过程中，锁相环可能出现的无法准确采集电网相位信号，即失同步的技术问题。
[0006](二)技术方案
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术的一方面提出一种光伏系统低电压穿越时电网相位信号确定装置，包括：模数转换模块、数字信号处理器、数模转换模块，所述数字信号处理器分别与所述模数转换模块和数模转换模块连接，其中，
[0008]三相电流从所述模数转换模块流入，转化为数字信号发送到数字信号处理器；
[0009]所述数字信号处理器内设置有消谐模块及三项锁相环，消除预设次数谐波，利用锁相算法计算并追踪当前电网相位和频率信息；
[0010]经过所述数字信号处理器处理后的电网信号通过所述数模转换模块输出并显示。
[0011]根据本专利技术的优选实施方式，所述消谐模块与所述三项锁相环连接，包括基于二阶广义积分器的正交信号发生器，用于消除设定次数的谐波，获得基波信号。
[0012]根据本专利技术的优选实施方式，所述消谐模块与所述三项锁相环间连接有用于解耦的复系数滤波器。
[0013]根据本专利技术的优选实施方式，所述复系数滤波器内设有交叉反馈通路，组合为交叉解耦型复系数滤波器，用于对正负序信号分量解耦滤波。
[0014]本专利技术第二方面提出一种光伏系统低电压穿越时电网相位信号确定方法，包括：
[0015]将输入的三相电流转化为数字信号；
[0016]消除所述数字信号中预设次数谐波，利用锁相算法计算并追踪当前电网相位和频率信息；
[0017]将获取的电网相位和频率信息转化为模拟信号输出。
[0018]根据本专利技术的优选实施方式，利用基于二阶广义积分器的正交信号发生器消除设定次数的谐波，获得基波信号。
[0019]根据本专利技术的优选实施方式，消除预设次数谐波后，利用复系数滤波器对获得的基波信号进行解耦。
[0020]根据本专利技术的优选实施方式，对获得的基波信号进行解耦进一步包括：
[0021]在复系数滤波器内设置交叉反馈通路，组合为交叉解耦型复系数滤波器，对基波信号中的正负序分量解耦滤波。
[0022]本专利技术第三方面提出一种电子设备，包括处理器和存储器，所述存储器用于存储计算机可执行程序，当所述计算机程序被所述处理器执行时，所述处理器执行上述的方法。
[0023]本专利技术第四方面还提出一种计算机可读介质，存储有计算机可执行程序，所述计算机可执行程序被执行时，实现上述的方法。
[0024](三)有益效果
[0025]本专利技术通过在数字信号处理器中设置三项锁相环，并在三项锁相环输入端设置消谐模块和交叉解耦型复系数滤波器，滤除高次谐波的同时实现对基波正负序分量的解耦，解决了电网电压跌落故障出现时，在光伏系统低电压穿越过程中，锁相环可能出现的无法准确采集电网相位信号的问题，在采集电网相位信号过程中，谐波干扰得到明显且有效的遏制。
附图说明
[0026]图1是本专利技术一个实施例的一种光伏系统低电压穿越时电网相位信号确定装置示意图；
[0027]图2是电网发生故障时电网电压单项跌落时幅值示意图；
[0028]图3a是二阶广义积分器的正交信号发生器结构示意图；
[0029]图3b是本专利技术一个实施例的消谐模块结构示意图；
[0030]图4是本专利技术一个实施例的谐波干扰下锁相环采集的电网频率波形图；
[0031]图5是本专利技术一个实施例的交叉解耦型复系数滤波器结构示意图；
[0032]图6是本专利技术一个实施例的改进型三相锁相环结构示意图；
[0033]图7是本专利技术一个实施例的改进型三相锁相环提取正负序分量示意图；
[0034]图8是本专利技术一个实施例的正负序分量频谱分析示意图；
[0035]图9是本专利技术一个实施例的一种光伏系统低电压穿越时电网相位信号确定方法示意图；
[0036]图10是本专利技术的一个实施例的电子设备的结构示意图；
[0037]图11是本专利技术的一个实施例的计算机可读记录介质的示意图。
具体实施方式
[0038]在对于具体实施例的介绍过程中，对结构、性能、效果或者其他特征的细节描述是
为了使本领域的技术人员对实施例能够充分理解。但是，并不排除本领域技术人员可以在特定情况下，以不含有上述结构、性能、效果或者其他特征的技术方案来实施本专利技术。
[0039]附图中的流程图仅是一种示例性的流程演示，不代表本专利技术的方案中必须包括流程图中的所有的内容、操作和步骤，也不代表必须按照图中所显示的顺序执行。例如，流程图中有的操作/步骤可以分解，有的操作/步骤可以合并或部分合并，等等，在不脱离本专利技术的专利技术主旨的情况下，流程图中显示的执行顺序可以根据实际情况改变。
[0040]附图中的框图一般表示的是功能实体，并不一定必然与物理上独立的实体相对应。即，可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理单元装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。
[0041]各附图中相同的附图标记表示相同或类似的元件、组件或部分，因而下文中可能省略了对相同或类似的元件、组件或部分的重复描述。还应理解，虽然本文中可能使用第一、第二、第三等表示编号的定语来描述各种器件、元件、组件或部分，但是这些器件、元件、组件或部分不应受这些定语的限制。也就是说，这些定语仅是用来将一者与另一者区分。例如，第一器件亦可称为第二器件，但不偏离本专利技术实质的技术方案。此外，术语“和/或”、“及/或”是指包括所列出项目中的任一个或多个的所有组合。
[0042]当系统发生不对称短路或者较大幅度的电压跌落时，三相电压将出现较大比重的负序和零序分量。此外，电网电压跌落较严重时，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光伏系统低电压穿越时电网相位信号确定装置，其特征在于，包括：模数转换模块、数字信号处理器、数模转换模块，所述数字信号处理器分别与所述模数转换模块和数模转换模块连接，其中，三相电流从所述模数转换模块流入，转化为数字信号发送到数字信号处理器；所述数字信号处理器内设置有消谐模块及三项锁相环，消除预设次数谐波，利用锁相算法计算并追踪当前电网相位和频率信息；经过所述数字信号处理器处理后的电网信号通过所述数模转换模块输出并显示。2.根据权利要求1所述的光伏系统低电压穿越时电网相位信号确定装置，其特征在于，所述消谐模块与所述三项锁相环连接，包括基于二阶广义积分器的正交信号发生器，用于消除设定次数的谐波，获得基波信号。3.根据权利要求2所述的光伏系统低电压穿越时电网相位信号确定装置，其特征在于，所述消谐模块与所述三项锁相环间连接有用于解耦的复系数滤波器。4.根据权利要求3所述的光伏系统低电压穿越时电网相位信号确定装置，其特征在于，所述复系数滤波器内设有交叉反馈通路，组合为交叉解耦型复系数滤波器，用于对正负序信号分量解耦滤波。5.一种光伏系统低电压穿越时电网相位信号确定方法，其特征在于，包括：将输入的三相电流...

【专利技术属性】
技术研发人员：文龙，石径，车广磊，柴元德，张艳妮，聂生鑫，孔令鹏，藏永龙，李娟莉，李积勇，沈俊庆，李永强，张国峰，于水，马有忠，祁平贤，李越良，祁月贤，
申请(专利权)人：青海电研科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：