本发明专利技术公开一种基于二阶积分器的单相锁相环的控制方法，包括以下步骤：在微控制器为核心的控制电路中，利用虚拟信号生成环节构造一组以单相电压信号为基准的正交信号、；对该虚拟信号生成环节输出的正交信号、进行以积分环节输出的相位为旋转角的Park变换；对Park变换输出的轴分量进行PI调节；利用频率校正环节对PI调节环节的输出进行频率校正；利用积分环节对频率进行积分，积分输出即单相电压信号的估算基波相位；然后，将基波相位信号通过数模转换电路转换成模拟信号输出。本发明专利技术的单相锁相环，即使在电网频率改变和电压畸变情况下依然能准确迅速的锁定相位，且方法简单、易于实现。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种新能源并网发电系统中单相锁相环的控制方法，尤其涉及ー种基于ニ阶积分器的单相锁相环的控制方法。
技术介绍
全球面临化石能源日益紧张，气候变暖的严峻形势，世界各国比以往任何时候都渴求可持续绿色替代能源，因此光伏发电、风カ发电等新能源发电系统得到了长足发展。在并网发电系统中，需要实时检测电网的相位和频率以控制并网器，使其输出电流与电网电压相位及频率保持同歩，即同步锁相。同步锁相是并网系统ー项关键的技术，其控制精确度直接影响到系统的并网运行性能。目前，对基于同步坐标系的単相锁相环的研究大多借鉴三相锁相环中的闭环结 构，这种锁相环需要两个互相垂直(正交)的输入信号。但是，对于单相系统只有ー个输入信号'!^，需要另外构造ー个虚拟的输入信号'!^。通常采用的方法为查正余弦表(或者延时的方法)，基于反park变换实现90。相移构造虚拟信号。其中，采用查正余弦表(或者延时的方法)容易实现，但是对输入信号只是静态的延迟，在输入信号频率改变的情况下难以准确实现90。相移，另外对输入信号的滤波不足，对锁相环的精度影响比较大；基于park反变换构造虚拟信号，采用该方法构成的是ー个非线性系统，对于其中滤波器的设计比较困难。此外，还有基于FIR滤波器线性相移构造虚拟信号，但是该方法运算量増大，对控制器要求较高，同时易受输入信号频率变化的影响，降低锁相环的精度。
技术实现思路
本专利技术目的为解决上述的技术问题，提供一种基于ニ阶积分器的单相锁相环的控制方法。为达到上述目的，本专利技术采用下述技术方案 一种基于ニ阶积分器的单相锁相环的控制方法，其特征在于控制步骤如下步骤I:在微控制器为核心的控制电路中，利用虚拟信号生成环节构造ー组以单相电压信号し力基准的正交信号ん、4。步骤2 :对该虚拟信号生成环节输出的正交信号、‘进行以积分环节输出的相位ダ为旋转角的Park变换。步骤3 :对Park变换输出的f轴分量4进行PI调节。步骤4 :利用频率校正环节对PI调节环节的输出进行频率校正，即将PI调节环节的输出加上初始基准频率4，得到校正后的频率i。步骤5 :利用积分环节对频率β "进行积分，积分输出即单相电压信号，的估算基波相位が。步骤6 :将基波相む^信号通过数模转换电路转换成模拟信号输出。在步骤I中，虚拟信号生成环节实际上是一种基于ニ阶积分器的滤波算法，其中ニ阶积分器对应传递函数Gsow为权利要求1.一种，其特征在于，该控制方法包括如下步骤 步骤I:在微控制器为核心的控制电路中，利用虚拟信号生成环节构造一组以单相电压信号^力基准的正交信号>4、& ； 步骤2 :对该虚拟信号生成环节输出的正交信号V'K、&进行以积分环节输出的相位为旋转角的Park变换； 步骤3 :对Park变换输出的€轴分量4进行PI调节； 步骤4 :利用频率校正环节对PI调节环节的输出进行频率校正，即将PI调节环节的输出加上初始基准频车得到校正后的频率β/ ； 步骤5 :利用积分环节对频率进行积分，积分输出即单相电压信号的估算基波相位； 步骤6 :将基波相位#信号通过数模转换电路转换成模拟信号输出。2.根据权利要求I所述的，其特征在于所述步骤I中的虚拟信号生成环节是一种基于二阶积分器的滤波算法，其中二阶积分器对应传递函数GSO( J为 s + ω虚拟信号生成环节输出的正交信号Va , 4相对单相电压信号νβ的等效传递函数，G2的表达式分别为其中为谐振频率,fr.为虚拟信号生成环节带宽系数； 考虑到正常电网频率在49. 42 50. 42Hz之间变化，以及对谐波的抑制效果，取力IOOxr , ks 为 O. 8。3.根据权利要求I所述的，其特征在于所述步骤2中的Park变换是一种两相静止坐标系到两相旋转坐标系的数学变换，变换公式如下 其中, Χβ分别为静止坐标系α，P轴上的分量\X(i ,Xq分别为旋转匈坐标系d , 轴上的分量4力Park变换的旋转角，即d轴与轴的夹角；将得到正交信号4、士以及积分环节的输出w代入上述公式得到Park变换a μ轴的输出分量 ，4，如下式所不全文摘要本专利技术公开一种，包括以下步骤在微控制器为核心的控制电路中，利用虚拟信号生成环节构造一组以单相电压信号为基准的正交信号、；对该虚拟信号生成环节输出的正交信号、进行以积分环节输出的相位为旋转角的Park变换；对Park变换输出的轴分量进行PI调节；利用频率校正环节对PI调节环节的输出进行频率校正；利用积分环节对频率进行积分，积分输出即单相电压信号的估算基波相位；然后，将基波相位信号通过数模转换电路转换成模拟信号输出。本专利技术的单相锁相环，即使在电网频率改变和电压畸变情况下依然能准确迅速的锁定相位，且方法简单、易于实现。文档编号H03L7/08GK102820884SQ201210031658公开日2012年12月12日 申请日期2012年2月14日 优先权日2012年2月14日专利技术者许富强, 吴春华, 黄建明 申请人:上海大学本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于二阶积分器的单相锁相环的控制方法，其特征在于，该控制方法包括如下步骤：步骤1：在微控制器为核心的控制电路中，利用虚拟信号生成环节构造一组以单相电压信号？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？为基准的正交信号、；步骤2：对该虚拟信号生成环节输出的正交信号、进行以积分环节输出的相位为旋转角的Park变换；步骤3：对Park变换输出的轴分量进行PI调节；步骤4：利用频率校正环节对PI调节环节的输出进行频率校正，即将PI调节环节的输出加上初始基准频率，得到校正后的频率；步骤5：利用积分环节对频率进行积分，积分输出即单相电压信号的估算基波相位；步骤6：将基波相位信号通过数模转换电路转换成模拟信号输出。dest_path_image001.jpg,598422dest_path_image002.jpg,dest_path_image003.jpg,420885dest_path_image002.jpg,563284dest_path_image003.jpg,762185dest_path_image004.jpg,dest_path_image005.jpg,431063dest_path_image006.jpg,dest_path_image007.jpg,299793dest_path_image008.jpg,dest_path_image009.jpg,929489dest_path_image010.jpg,932080dest_path_image004.jpg,455465dest_path_image004.jpg...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：许富强，吴春华，黄建明，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：
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