一種用于能量轉換系統的電網鎖相方法
【專利摘要】本發明公開了一種用于能量轉換系統的電網鎖相方法，其特征在于：所述的電網鎖相方法為DSP控制單元經過AD采樣獲得能量轉換系統的電壓電流信息，經過Clark變換獲得αβ坐標系下的輸入信號，再經過dq變換獲得dq軸分量，取d軸方向與三相電壓矢量方向相同，對q軸輸出進行PI調節，以PI調節的輸出進行頻率修正，鎖相后得到的d軸角度，即三相電壓矢量方向的相位角。由于采用上述的結構，本發明采用軟件設計方法，修改調試簡單，不需要修改硬件電路，節約了成本。采用閉環控制，穩定性高，鎖相跟蹤速度快。不會受到PCS系統中電壓電流的諧波干擾，抗干擾性強。
【專利說明】—種用于能量轉換系統的電網鎖相方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及能量轉換系統，特別涉及一種用于能量轉換系統的電網鎖相方法。
【背景技術】
[0002]現有的能量轉換系統(PCS)系統通常采用數字鎖相環，模擬鎖相環以及混合鎖相環的方法獲取電網頻率以及相位信息。這些技術都采用硬件技術，但是由于硬件電路受到元器件的限制，存在很多難以克服的問題，比如器件飽和、零點漂移、需要初始化校準等，這些方法都使用過零比較方法，而實際PCS系統中電壓電流中還存在諧波干擾，使得結果存在較大誤差。
[0003]針對上述問題，提供一種新型的方法，能夠準確而又快速地獲得三相電網電壓的相位角信息，保證整個PCS系統具有良好的穩態和動態性能是現有技術需要解決的問題。
【發明內容】
[0004]本發明所要解決的技術問題是，提供一種用于能量轉換系統的電網鎖相方法，準確而又快速地獲得三相電網電壓的相位角信息。
[0005]為達到上述目的，本發明的技術方案是，一種用于能量轉換系統的電網鎖相方法，其特征在于:所述的電網鎖相方法為DSP控制單元經過AD采樣獲得能量轉換系統的電壓電流信息，經過Clark變換獲得α β坐標系下的輸入信號，再經過dq變換獲得dq軸分量，取d軸方向與三相電壓矢量方向相同，對q軸輸出進行PI調節，以PI調節的輸出進行頻率修正，鎖相后得到的d軸角度，即三相電壓矢量方向的相位角。
[0006]所述的DSP控制單元同時以電網電壓標準信號為基準與電流經過DSP計算得到IGBT驅動信號。
[0007]所述的電網鎖相方法在每次DSP電壓AD采樣完成后，進入AD中斷階段，計算出電網相位角。
[0008]所述的DSP控制單元的控制芯片型號為TMS320F28335。
[0009]一種用于能量轉換系統的電網鎖相方法，由于采用上述的結構，本發明采用軟件設計方法，修改調試簡單，不需要修改硬件電路，節約了成本。采用閉環控制，穩定性高，鎖相跟蹤速度快。不會受到PCS系統中電壓電流的諧波干擾，抗干擾性強。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明作進一步詳細的說明；
[0011]圖1為本發明一種用于能量轉換系統的電網鎖相方法的原理圖；
[0012]圖2為本發明一種用于能量轉換系統的電網鎖相方法的硬件結構框架圖；
[0013]圖3為本發明一種用于能量轉換系統的電網鎖相方法的坐標變換系統圖；
[0014]圖4為本發明一種用于能量轉換系統的電網鎖相方法的鎖相軟件算法流程圖。【具體實施方式】
[0015]本發明完全由軟件來實現對能量轉換系統的電網鎖相。算法的改變只需要修改軟件，不需要修改硬件電路，節約了成本。隨著微型處理器的快速發展，微型芯片的計算處理能力的大大增強，軟件鎖相工作頻率上限不高的缺點已經不再存在，軟件鎖相的優勢將越發顯現。
[0016]具體的如圖1-4所示，本發明為DSP控制單元經過AD采樣獲得能量轉換系統的電壓電流信息，經過Clark變換獲得α β坐標系下的輸入信號，再經過dq變換獲得dq軸分量，取d軸方向與三相電壓矢量方向相同，對q軸輸出進行PI調節，以PI調節的輸出進行頻率修正，鎖相后得到的d軸角度，即三相電壓矢量方向的相位角。
[0017]DSP控制單元同時以電網電壓標準信號為基準與電流經過DSP計算得到IGBT驅動信號，實現PCS變流器的能量雙向流動。
[0018]DSP控制單元的控制芯片型號為TMS320F28335，主頻達150MHz，能夠快速實時地實現各種數字信號信息的采集和處理，完成各種數字控制算法的計算。
[0019]圖4為鎖相軟件算法流程圖，每次DSP電壓AD采樣完成，進入AD中斷，執行圖4所示算法流程，獲得電網相位角，該相位角信息用于PCS系統變流器的整流逆變算法。
[0020]上面結合附圖對本發明進行了示例性描述，顯然本發明具體實現并不受上述方式的限制，只要采用了本發明技術方案進行的各種改進，或未經改進直接應用于其它場合的，均在本發明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種用于能量轉換系統的電網鎖相方法，其特征在于:所述的電網鎖相方法為DSP控制單元經過AD采樣獲得能量轉換系統的電壓電流信息，經過Clark變換獲得α β坐標系下的輸入信號，再經過dq變換獲得dq軸分量,取d軸方向與三相電壓矢量方向相同，對q軸輸出進行PI調節，以PI調節的輸出進行頻率修正，鎖相后得到的d軸角度，即三相電壓矢量方向的相位角。
2.根據權利要求1所述的一種用于能量轉換系統的電網鎖相方法，其特征在于:所述的DSP控制單元同時以電網電壓標準信號為基準與電流經過DSP計算得到IGBT驅動信號。
3.根據權利要求1所述的一種用于能量轉換系統的電網鎖相方法，其特征在于:所述的電網鎖相方法在每次DSP電壓AD采樣完成后，進入AD中斷階段，計算出電網相位角。
4.根據權利要求1所述的一種用于能量轉換系統的電網鎖相方法，其特征在于:所述的DSP控制單元的控制 芯片型號為TMS320F28335。
【文檔編號】H02J3/00GK104022502SQ201410253250
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年6月9日 優先權日:2014年6月9日
【發明者】王海松, 姜廣宇, 葉程廣, 羅天意, 王 琦, 丁卓禹, 金濤, 郭成坤 申請人:安徽賽瑞儲能設備有限公司