【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力电子软件锁相环，具体而言，涉及一种基于优化思想的锁相环实现方法、介质及装置。
技术介绍
1、在储能变流器控制中，为实现其网侧有功和无功功率的控制，需要动态的获取电网电压相位，这就需要采用锁相环对电网电压进行锁相，此外，在多设备并机的时候，也需要对目标对象进行锁相。随着能源结构升级，非理想电网环境如三相不平衡、相位突变、电压跌落、频率变化等更加常见，因此对锁相环提出了更高的性能要求。
2、为了提高软件锁相环的锁相准确度和快速响应，目前主要的锁相方案有以下：
3、1、单同步坐标系软件锁相环(ssrf-spll)。利用估计出的相位信息对三相电网电压进行同步坐标旋转变换得到电压矢量的无功分量，并对无功分量进行pi调节，使其为0时估算相位等于实际相位，完成锁相，该锁相方案能有效的适用于电网电压平衡的场景，且其动态及稳态响应性能较好，而电网电压不平衡时，由于负序电压的存在，锁相结果存在较大的二次谐波，无法满足应用。
4、2、基于对称分量法的单同步坐标系软件锁相环。该锁相首先通过对称分量法将三相不平衡电压中的正序分解出来，将正序分量作为方案1的输入实现锁相。该锁相环方案能抑制负序分量导致的2次谐波，然而锁相环中采用了全通滤波器，由于滤波器参数无法改变，当电网频率变化时，不能准确的得到电网相位。
5、3、基于双同步坐标系的解耦软件锁相环(ddsrf-spll)。针对三相不平衡电压，采用正负序的双同步坐标系结构，实现解耦，从而完成锁相，该方案在电网电压不平衡时具备较好的动态性能，有
6、4、基于双二阶广义积分器的软件锁相环(dsogi_pll)。该方案通过积分器的自适应滤波实现正序电压的检测，该方法能在电网电压不平衡时获得准确的相位，有良好的电网适应性。
7、综上，目前面对复杂的电网环境要实现准确快速的相位锁定，有两个关键点，一个是响应快速的pi调节器，一个是正序电压提取。兼顾锁相响应速度和锁相性能的pi调节器需要设置适当的kp、ki参数，该参数的确定不仅需要耗费设计和调试时间，在不同的使用场合下参数可能还需要重新调整。
技术实现思路
1、本专利技术旨在提供一种基于优化思想的锁相环实现方法、介质及装置，以解决上述pi调节器锁相存在的问题。
2、本专利技术提供的一种基于优化思想的锁相环实现方法，包括如下步骤：
3、步骤一：采集锁相目标电压，提取正序电压；
4、步骤二：建立优化问题：相位θ为何值时，无功分量近似于0；并基于提取的正序电压设置适应度函数；
5、步骤三：采用元启发式算法寻优化问题中相位θ的最优解；
6、步骤四：将相位θ的最优解对应到(0,2π)之间，得到最终相位结果。
7、进一步的，步骤二中，设置相位θ的解约束范围为(0,2π)。
8、进一步的，步骤二中，设置适应度函数为：
9、fitness(θ)＝|uq|÷(|uq|+|ud|)；
10、其中，|uq|为正序电压在dq旋转坐标系下无功分量绝对值，|ud|为正序电压在dq旋转坐标系下有功分量绝对值，适应度函数的输入为相位θ，有功分量和无功分量根据步骤一提取的正序电压结合输入的相位θ做park变换得到。
11、进一步的，步骤二中，对于适应度的计算还需要设置：当有功分量大于0时，适应度值按照适应度函数正常计算；当有功分量小于0时，适应度值直接设定为1。
12、进一步的，步骤三中，所述元启发式算法包括粒子群算法或差分进化算法。
13、进一步的，步骤四中，将相位θ的最优解对应到(0,2π)之间的操作如下：
14、θ＝mod(x,2π)；
15、其中，θ为最终相位结果，x表示采用元启发式算法寻优化问题中相位的最优解，mod为求余符号。
16、进一步的，步骤四中还包括：记录最终相位结果对应的有功分量和无功分量，用于控制计算。
17、本专利技术还提供一种计算机终端存储介质，存储有计算机终端可执行指令，所述计算机终端可执行指令用于执行上述的基于优化思想的锁相环实现方法。
18、本专利技术还提供一种计算装置，包括：
19、至少一个处理器；以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行上述的基于优化思想的锁相环实现方法。
20、综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：
21、本专利技术采用优化的思想取代传统的pi调节器，首先避免了pi调节器的参数整定环节，其次采用元启发式算法解决提出的优化问题，可实现比pi调节器更快的锁相速度，理论上每更新一次正序分量的值就能得到准确的相位，而pi调节器在输入变化时需要根据连续多次采样结果才能使锁相误差达到0附近。
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1.一种基于优化思想的锁相环实现方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于优化思想的锁相环实现方法，其特征在于，步骤二中，设置相位θ的解约束范围为(0,2π)。
3.根据权利要求1所述的基于优化思想的锁相环实现方法，其特征在于，步骤二中，设置适应度函数为：
4.根据权利要求3所述的基于优化思想的锁相环实现方法，其特征在于，步骤二中，对于适应度的计算还需要设置：当有功分量大于0时，适应度值按照适应度函数正常计算；当有功分量小于0时，适应度值直接设定为1。
5.根据权利要求1所述的基于优化思想的锁相环实现方法，其特征在于，步骤三中，所述元启发式算法包括粒子群算法或差分进化算法。
6.根据权利要求1所述的基于优化思想的锁相环实现方法，其特征在于，步骤四中，将相位θ的最优解对应到(0,2π)之间的操作如下：
7.根据权利要求1所述的基于优化思想的锁相环实现方法，其特征在于，步骤四中还包括：记录最终相位结果对应的有功分量和无功分量，用于控制计算。
8.一种计算机终端存储介质，存储有计算机
9.一种计算装置，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种基于优化思想的锁相环实现方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于优化思想的锁相环实现方法，其特征在于，步骤二中，设置相位θ的解约束范围为(0,2π)。
3.根据权利要求1所述的基于优化思想的锁相环实现方法，其特征在于，步骤二中，设置适应度函数为：
4.根据权利要求3所述的基于优化思想的锁相环实现方法，其特征在于，步骤二中，对于适应度的计算还需要设置：当有功分量大于0时，适应度值按照适应度函数正常计算；当有功分量小于0时，适应度值直接设定为1。
5.根据权利要求1所述的基于优化思想的锁相环实现方法，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：邓亨，韩鹤光，任会平，郑尧，唐德炜，
申请(专利权)人：四川航电微能源有限公司，
类型：发明
国别省市：
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