一種抑制電網諧波和幅值擾動的鎖頻控制方法及系統的制作方法
【專利摘要】本申請公開了一種抑制電網諧波和幅值擾動的鎖頻控制方法及系統，其根據三相電網電壓信號的基波信號和相應的正交信號提取得到電網電壓的正序分量；對所述三相電網電壓信號與其正交信號的差值信號進行陷波處理，濾除低次諧波；根據所述正交信號和陷波后的差值信號計算得到系統的頻率誤差變量，進而對所述正序分量和頻率誤差變量進行歸一化處理，得到輸入頻率值；對該輸入頻率值進行積分后，與電網額定頻率疊加，得到鎖頻值，反饋至濾波環節；本申請通過對差值信號進行陷波處理提高了并網系統抑制諧波的能力，通過歸一化處理提高了系統抑制電網電壓幅值擾動的能力，即本申請同時保證了并網系統的抑制諧波和幅值擾動的能力。
【專利說明】一種抑制電網諧波和幅值擾動的鎖頻控制方法及系統
【技術領域】
[0001]本申請涉及電網控制【技術領域】，尤其涉及一種抑制電網諧波和幅值擾動的鎖頻控制方法及系統。
【背景技術】
[0002]在并網發電系統中，需要實時檢測電網相位或頻率信息，以該相位或頻率信息為電流基準的輸入量，使得并網電流與電網電壓同步；同時，由于并網接口處可能存在諧振，使得電網電壓諧波含量增加，因此還需要抑制電網電壓諧波。
[0003]現有實現電網同步常用方法包括鎖相環和鎖頻環；由于在電網故障、電壓不平衡條件下，電網頻率相較于電網電壓更穩定，因此優選鎖頻環實現電網電壓同步。現有一種基于二階廣義積分器(SOGI)的鎖頻技術，通過對輸入電壓信號進行90°相交偏移，得到其正交信號，從而快速提取電網電壓的正負序分量，進而根據該正負序分量鎖定電網頻率；但當提高抑制電網電壓幅值擾動能力時，上述基于SOGI的鎖頻技術提取的正交信號、誤差信號將含有大量諧波，降低了抑制電網諧波的能力。
[0004]因此，現有技術無法兼顧抑制電網諧波和幅值擾動兩方面性能，只能應用于特定場合 ，在當今復雜的電網條件下，其可能會失效，或檢測精度降低，從而降低并網發電系統總體性能。
【發明內容】
[0005]有鑒于此，本申請目的在于提供一種抑制電網諧波和幅值擾動的鎖頻控制方法及系統，以解決現有技術無法兼顧抑制電網諧波和幅值擾動兩方面性能的問題。
[0006]為實現上述目的，本申請提供如下技術方案:
[0007]一種抑制電網諧波和幅值擾動的鎖頻控制方法，包括:
[0008]獲取三相電網電壓的數字信號ua、Ub和U。，并對其進行坐標變換，得到兩相靜止坐標系下的電壓信號Ua和U0 ;
[0009]根據鎖頻值ω。分別對所述Ua和!!0進行濾波處理，得到基波信號Uad和Ued、正交信號Uaq和U0tl,以及差值信號Ua ε和U0e ;其中，UadS Ua的基波信號，Uaq為Uad的正交信號，Ua ε為Ua與Uad的差值信號；ued為U0的基波信號，Ueq為Ued的正交信號，U0 ε為1!0與U0d的差值信號；
[0010]根據所述基波信號u a d和u e d、正交信號u α,和u e,計算電網電壓在兩相靜止坐標系下的正序分量 <和
[0011]對所述差值信號Ua E和U0 E進行陷波處理，得到u’ a E和u’ e E ;
[0012]根據所述Uaq和u’ aE計算電網頻率在a軸的頻率誤差變量ef(a)，根據Ufiq和u’ 0 ε電網頻率在β軸的頻率誤差變量ε f(0);
[0013]對所述、Uf1、ε f(a)和ε f(0)進行歸一化處理得到輸入頻率值ω in ；[0014]對所述輸入頻率值ω?η進行積分，并將積分結果與電網額定頻率COf疊加，得到所述鎖頻值ω。。
[0015]優選的，所述基波信號Uad和ued、正交信號Uaq和u0(1，以及差值信號Ua ε和U0 ε的頻域表達式分別為:
【權利要求】
1.一種抑制電網諧波和幅值擾動的鎖頻控制方法，其特征在于，包括: 獲取三相電網電壓的數字信號Ua、Ub和u。，并對其進行坐標變換，得到兩相靜止坐標系下的電壓信號Ua和U0 ; 根據鎖頻值ω。分別對所述Ua和…進行濾波處理，得到基波信號Uad和U0d、正交信號以及差值信號Ua ε和u0E ;其中，UadS Ua的基波信號，Uaq為Uad的正交信號，Ua ε為Ua與Uad的差值信號；ued為U0的基波信號，U0q為Ued的正交信號，U0 ε為U0與Ued的差值信號； 根據所述基波信號U a d和U e d、正交信號U α ,和U e,計算電網電壓在兩相靜止坐標系下的正序分量 <和％; 對所述差值信號Ua E和U0 E進行陷波處理，得到u’ a E和u’ e E ; 根據所述Uaq和u’aE計算電網頻率在a軸的頻率誤差變量Sf(a)，根據U0tl和u’0E電網頻率在β軸的頻率誤差變量ε f(e)； 對所述ε?(α)和ε?(0)進行歸一化處理得到輸入頻率值ω?η; 對所述輸入頻率值《in進行積分，并將積分結果與電網額定頻率疊加，得到所述鎖頻值ω。。
2.根據權利要求1所述的鎖頻控制方法，其特征在于，所述基波信號uad和U0 d、正交信號Uaq和u0(1，以及差值信號ua E和U0 E的頻域表達式分別為:
3.根據權利要求2所述的鎖頻控制方法，其特征在于，所述對所述差值信號^E和1!0 E進行陷波處理，包括: 對所述差值信號Ua E和U0 E進行循環陷波處理，且第η次陷波處理結束輸出信號的頻域表達式為:
4.根據權利要求1所述的鎖頻控制方法，其特征在于，所述根據所述基波信號11“和ued、正交信號Uaq和U0q計算電網電壓在兩相靜止坐標系下的正序分量和〃#汁算公式為:
5.根據權利要求1所述的鎖頻控制方法，其特征在于，所述頻率誤差變量4(。)和ε f(0) 的計算公式為:
6.根據權利要求1所述的鎖頻控制方法，其特征在于，所述對所辻tUp Sf⑷和ε f(0)進行歸一化處理得到輸入頻率值《in的頻域表達式為:
7.根據權利要求1所述的鎖頻控制方法，其特征在于，所述鎖頻值ω。的頻域表達式為:
8.一種抑制電網諧波和幅值擾動的鎖頻控制系統，其特征在于，包括: 模數轉換模塊，用于對采樣得到的三相電網電壓的模擬信號進行模數轉換，得到三相電網電壓的數字信號ua、Ub和U。； 坐標變換單元，用于對所述Ua、ub和U。進行坐標變換，得到兩相靜止坐標系下的電壓U α和Ue ; 濾波單元，用于根據鎖頻值ω。分別對所述Ua和…進行濾波處理，得到基波信號Uad和U0d、正交信號以及差值信號Ua ε和u0E ;其中，uadS Ua的基波信號，Uaq為Uad的正交信號，Ua ε為Ua與Uad的差值信號；ued為U0的基波信號，U0q為U0d的正交信號，Ue ε為Ue與Ued的差值信號； 正序分量提取單元，用于根據所述基波信號U a d和U e d、正交信號U α ,和U e,計算電網電壓在兩相靜止坐標系下的正序分量O和W》； 陷波單元，用于對所述差值信號Ua E和U0 E進行陷波處理，得到u’ a E和u’ e E ; 頻率誤差變量計算單元，用于根據所述Uaq和u’aE計算電網頻率在a軸的頻率誤差變量ε?(α)，根據U0q和u’0ε電網頻率在β軸的頻率誤差變量ε?(0)；歸一化處理單元，用于對所述、U11、ε f(a)和ε f(0)進行歸一化處理得到輸入頻率值《in ; 鎖頻單元，用于對所述輸入頻率值《in進行積分，并將積分結果與電網額定頻率0^疊加，得到所述鎖頻值ω。。
9.根據權利要求8所述的鎖頻控制系統，其特征在于，所述濾波單元包括:自適應濾波器； 所述自適應濾波器基于二階廣義積分器，輸出信號的頻域表達式分別為:
10.根據權利要求9所述的鎖頻控制系統，其特征在于，所述陷波單元包括: 循環控制器，用于確定陷波處理的循環次數以及第η次陷波處理的濾除的諧波次數m ; 陷波器，用于在所述循環控制器的控制下，根據如下公式對輸入信號U=(S)中的m次諧波進行陷波處理，得到輸出信號且，
【文檔編號】H02J3/01GK103762595SQ201410036310
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年1月24日 優先權日:2014年1月24日
【發明者】程林, 潘年安, 陶磊 申請人:陽光電源股份有限公司