[实用新型]基于双park变换鉴相器的单相锁相环

说明书

技术领域

本实用新型专利属于并网电力电子变流技术应用领域，涉及与电网互连的电力电子变流装置中的同步技术，尤其是与电网互连的单相电力电子变流装置中的同步技术。

背景技术

在电力电子技术的众多应用领域当中，与交流电网互连的电力电子变流装置，例如PWM整流器、有源电力滤波器、静止无功发生器等，以及新能源发电中的各式电力电子变流装置在国民经济中扮演中重要的角色。在以上各种电力电子变流装置的应用当中，为了达到正确、精准的控制目标，其控制系统都要求快速、准确的获得电网电压的相位、频率信息。因此，获取电网电压频率、相位信息的同步技术在与电网互连的电力电子变流技术中扮演着至关重要的角色。早期，由于种种原因，与电网互连的电力电子变流技术多被用于三相电网。

随着电力电子技术的进一步发展，尤其是家用新能源发电技术以及分布式电力系统补偿等概念的提出，与电网互连的单相电力电子变流装置(一下简称单相并网变流器)得到了更多的应用。用于单相并网变流器的同步技术，主要分为两大类：过零比较和锁相环。

过零比较通过电网电压过零触发上升沿(或者下降沿)触发电路输出反转，以获得电网电压的相位。这种方法简单、宜于实现。然而电网电压每半个周期出现一次过零点，因此在两次过零点之间的半个周期内发生的相位或频率变化无法通过过零比较检测；此外，若电网电压在过零时刻发生抖动，出现多次过零，将引起过零比较输出错误。

锁相环的系统框图如图1所示，传统的单相锁相环使用乘法器作为鉴相器，如图2所示。当锁相环锁定进入稳态之后，鉴相器输出非零，为输入信号的二倍交流量，如式(1)。为了达到锁相结果的高精确度，传统的单相锁相环中需要设计环路滤波器的截止频率尽可能低；然而，更低截止频率将使得锁相环的动态性能大幅降低。因此，为了保证锁相环输出的精确性和快速性，需要设计高阶环路滤波器，这使得锁相环的设计变得相当的复杂。

ve(t)=KdU1mU2msin(ωit+θi)cos(ωot+θo)]]>