[发明专利]基于交叉解耦自适应复数滤波器的精确锁相方法

说明书

技术领域

本发明属于一种锁相方法，尤其是一种基于交叉解耦自适应复数滤波器的精确锁相方法。

背景技术

在并网变换器应用领域，工业电网中可能出现电网电压畸变、凹陷、不平衡和频率波动等现象，这将影响到并网变换器的运行状态，为了实现并网变换器稳定运行控制，需要提取电网电压的正序分量及其幅值和相位信息。

传统锁相方法主要有：过零点锁相法、同步旋转坐标系锁相法和正负序旋转坐标系锁相法等。

①过零点锁相法：该方法首先根据电网频率离线建立相位基准表，在每次电网电压过零点处复位查表指针，从而达到锁相的目的。此方法原理简单容易实现，但电网电压中存在畸变如凹陷等情况时，过零锁相将误动作从而失效。此外，过零点锁相法不能提取电网电压正序信息。

②同步旋转坐标系锁相法：该方法将三相电压量经过坐标变换，将交流量转换为直流量，然后进行闭环调节，使得估计出的相位和电网电压相位一致。该方法在电网电压谐波畸变情况下可以通过减小锁相环带宽抑制谐波的影响，但锁相速度将受到影响。在电网电压出现不平衡时，降低带宽的方法无法有效抑制低频100Hz谐波，导致锁相出现较大误差。

③正负序旋转坐标系锁相法：该方法将三相电压分别进行正序旋转坐标变换和负序坐标变换，然后进行数学运算和闭环调节，可以得出电压正序分量及其幅值和频率信息。该方法的局限性是需要大量坐标变换，结构复杂、计算量大。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的锁相误差大和实现复杂的问题，提出一种基于交叉解耦自适应复数滤波器的精确锁相方法，此锁相方法可以在电网电压畸变、三相电压不平衡和电压频率大范围波动等极端恶劣工业现场情况下提取电网电压的正序分量及其信息，使并网变换器在上述恶劣工况下实现快速精确锁相。

本发明所采用的技术方案是：一种基于交叉解耦自适应复数滤波器的精确锁相方法，通过以下步骤实现的：

步骤1：首先将三相电压输入信号U_a、U_b、U_c经过Clarke变换得到αβ坐标系下的电压信号U_α和U_β；

UαUβ=231-12-12032-32UaUbUc]]>

步骤2：将αβ坐标系下的电压信号U_α和U_β分别经过传递函数为的正序复数滤波器和传递函数为的负序复数滤波器进行滤波，然后将其输出分别交叉与输入信号相减，输出信号分别为αβ坐标系下的正序电压分量和以及负序电压分量和