【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于变流器控制中的电网同步，具体涉及一种基于三相四线并网变流器的电网同步方法。
技术介绍
1、现如今电力电子装置在电网中的应用已经普及，低压电气装置经常应用在三相四线制的配电网中。然而配电网中不平衡、非线性负载比例高，电网电压不仅可能包含大量谐波，也可能存在负序和零序分量。
2、为了使并网变流器能够在复杂的配电网环境中稳定运行，其控制策略中都需要包含电网同步策略。电网同步策略通常可分为开环策略和基于自适应滤波器的闭环策略。其中开环策略包括过零检测、卡尔曼滤波、傅里叶变换策略等，这类方法虽然跟踪速度快，但是在不平衡、谐波含量大的电网中稳态性能较差，容易受到干扰。因此，目前变流器通常都使用基于自适应滤波器的闭环策略，该策略主要分为锁相环和锁频环两大类，其中锁频环在静置坐标系下直接实现闭环控制，更适用于单相系统；锁相环是在同步旋转坐标系下实现的闭环控制，更适用于三相系统。
3、在三相系统的基于自适应滤波器闭环的电网同步方法应用中，以公布号为cn115912489a的现有专利技术专利申请文献《一种适用于非理想电网的lms-sogi三相锁相环设计方法及系统》、以公布号为cn106655276a的现有专利技术专利申请文献《一种适用于三相电网电压的锁相方法》、以公布号为cn11431210a的现有专利技术专利申请文献《三相并网型变流器的锁相环控制方法及系统》为例，通常现有技术中的电网同步方法均是将三相静置坐标系下的电网电压转换到两相静置坐标系后，再使用自适应滤波器对电网电压进行滤波和跟踪，最后使用锁相环实现闭
技术实现思路
1、针对现有技术的上述不足，本专利技术提供一种基于三相四线并网变流器的电网同步方法，以解决上述技术问题。
2、第一方面，本专利技术提供一种基于三相四线并网变流器的电网同步方法，包括：
3、获取三相四线供电系统中的三相电网电压vi以及三相电网电流ii并进行零序分离，得到不含零序的三相电网电压vi-0和三相电网电流ii-0；
4、对不含零序的三相电网电压vi-0和三相电网电流ii-0分别使用二阶广义积分器sogi构成的自适应滤波器af进行滤波和跟踪，其使用的跟踪角频率为锁频环fll估计的电网估计角频率ω'，得到三相电网电压跟踪值v′i及其正交量qv′i、三相电网电流跟踪值i′i及其正交量qi′i；
5、对三相电网电压跟踪值v′i及其跟踪值的正交量qv′i进行正负相序分解，得到在两相静止坐标系下的电网电压正负序分量；对电网电压正负序分量分别计算反正切，得到电网电压正负序分量的相位；利用该相位对电网电压正负序分量分别进行park变换，得到电网电压正负序分量的幅值；
6、根据三相电网电压的跟踪值v′i及其正交量qv′i，以及三相电网电流的跟踪值i′i及其正交量qi′i，计算电网同步过程中的单相有功功率pi和单相无功功率qi。
7、进一步的，所述零序分离的方法包括：
8、根据以下公式进行零序分离计算，得到零序电网电压v0和零序电网电流i0：
9、
10、
11、其中，va、vb、vc分别为采样获取的三相电网电压vi的单相表示，ia、ib、ic分别为采样获取的三相电网电流ii的单相表示；
12、在三相电网电压vi中减去零序电网电压v0，得到不含零序的三相电网电压vi-0；在三相电网电流ii中减去零序电网电流i0，得到不含零序的三相电网电流ii-0。
13、进一步的，所述自适应滤波器af是在二阶广义积分器sogi前加入一个比例环节ks后闭环构成的，三相电网电压、电流使用的自适应滤波器af的结构和原理相同，其中，三相电网电压的二阶广义积分sogi采用的是两个积分器的结构，用于根据不含零序的三相电网电压vi-0分别生成三相电网电压跟踪值v′i和与三相电网电压跟踪值的正交量qv′i；所述自适应滤波器af的传递函数为：
14、
15、
16、其中，hd(s)为带通滤波器，其幅值响应为1、相位响应为0，用于跟踪角频率为ω'的信号；当电网角频率ωe＝ω'时，输出的三相电网电压跟踪值v′i和与三相电网电压跟踪值的正交量qv′i的幅值相同、相位相差90°，ks决定了自适应滤波器af的带宽，跟踪角频率ω'由锁频环fll计算得到。
17、进一步的，锁频环fll对三个电网电压自适应滤波器af中电压的误差值和三相电网电压的跟踪值的正交量qv′i的乘积求和后进行积分，得到电网估计角频率。
18、进一步的，所述正负相序分解的方法包括：
19、通过对称分量法对三相电网电压跟踪值v′a、v′b、v′c及其正交量qv′a、qv′b、qv′c进行分解，公式为：
20、其中，v+′、v-′分别为电网电压正、负序分量，为两相静止坐标系下的电网电压正序分量，两相静止坐标系下的电网电压负序分量。
21、进一步的，所述正反切的公式为
22、
23、
24、其中，为两相静止坐标系下电网电压正序分量，为两相静止坐标系下电网电压负序分量，θ+为电网电压正序分量的相位，θ-为电网电压负序分量的相位。
25、进一步的，所述park变换的公式为：
26、
27、其中，为两相旋转坐标系下电网电压正序分量的幅值，为两相旋转坐标系下电网电压负序分量的幅值，θ+为电网电压正序分量的相位，θ-为电网电压负序分量的相位，为两相静止坐标系下电网电压正序分量，为两相静止坐标系下电网电压负序分量。
28、进一步的，所述单相有功功率pi和单相无功功率qi根据瞬时功率理论计算，公式为：
29、
30、本专利技术的有益效果在于：通过零序消除结构提前从三相电压、电流中分离出零序，避免对后续同步环节造成影响，随后使用自适应滤波器分别对三相电压、电流进行同步。在对三相四线电网电压滤波和同步的前提下，实现电压的正、负、零序解耦，适应不平衡、谐波含量较大的电网系统。在此基础上，利用电网同步时锁定的电网频率，同时对电网电流实现滤波和跟踪，从而完成单相功率计算。
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1.一种基于三相四线并网变流器的电网同步方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述零序分离的方法包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述自适应滤波器AF是在二阶广义积分器SOGI前加入一个比例环节ks后闭环构成的，三相电网电压、电流使用的自适应滤波器AF的结构和原理相同，其中，三相电网电压的二阶广义积分SOGI采用的是两个积分器的结构，用于根据不含零序的三相电网电压vi-0分别生成三相电网电压跟踪值v′i和与三相电网电压跟踪值的正交量qv′i；所述自适应滤波器AF的传递函数为：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，锁频环FLL对三个电网电压自适应滤波器AF中电压的误差值和三相电网电压的跟踪值的正交量qv′i的乘积求和后进行积分，得到电网估计角频率。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述正负相序分解的方法包括：
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述正反切的公式为：
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述Park变换的公式为：
<...【技术特征摘要】
1.一种基于三相四线并网变流器的电网同步方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述零序分离的方法包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述自适应滤波器af是在二阶广义积分器sogi前加入一个比例环节ks后闭环构成的，三相电网电压、电流使用的自适应滤波器af的结构和原理相同，其中，三相电网电压的二阶广义积分sogi采用的是两个积分器的结构，用于根据不含零序的三相电网电压vi-0分别生成三相电网电压跟踪值v′i和与三相电网电压跟踪值的正交量qv′i；所述自适应滤波器af的传递函数为：
【专利技术属性】
技术研发人员：杨才伟，王超，郭志强，张德强，李强，陈早军，薛兆元，
申请(专利权)人：新风光电子科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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