[发明专利]基于改进型串联信号延迟对消算法的并网同步锁相方法

权利要求书

1.基于改进型串联信号延迟对消算法的并网同步锁相方法，其特征是，包括以下步骤：

步骤一：采集三相畸变电网相电压v_a，v_b，v_c，利用三相/两相静止坐标变换C_3S/2S，得到αβ静止正交坐标系下电压信号v_α，v_β；

步骤二：得到基于v_α或v_β电压信号的自适应正交信号发生器，构建v_α锁频环FLL，提取该信号的基波分量；

步骤三：将锁频环输出的频率信号f作为延迟对消算子的电网频率反馈量，使电网周期T＝1/f实时参与延迟分量v(t-T/n)的计算，通过对电网基波正序分量的跟踪提取，实现对电网基波正序信号的准确锁相，其中，T为电网周期，f为电网频率、n为自然数；

电网角频率估计值、电压虚拟正交信号u的基波分量估计值分别为：

输入信号基波的幅值和相位：

所述步骤二的基于相电压信号的锁频环构建与电网基波频率的计算：

由于电压信号v及其虚拟正交信号u可以表示为一系列谐波之和，即：

其中，k表示谐波分量阶次，v_k为k次谐波分量的幅值，为k次谐波分量的初始相角，ω为电网角频率；

对于k次谐波分量，由系统的动态方程(5)可得v_k、u_k的导数和于是有：

令Ω作为需要估计的频率参数，且定义

其中为设定的初始电网频率；

于是有

2.如权利要求1所述的基于改进型串联信号延迟对消算法的并网同步锁相方法，其特征是，所述步骤一的静止正交坐标系下v_α，v_β电压的获得：

3.如权利要求1所述的基于改进型串联信号延迟对消算法的并网同步锁相方法，其特征是，所述步骤二，构建基波分量系统的自适应正交发生器和锁频环：

其中“^”表示相关变量的估计值，而ε为实际值与估计值的差值；参数λ是一个正的待定系统阻尼参数，符号上面加点“.”表示变量的导数。

4.如权利要求3所述的基于改进型串联信号延迟对消算法的并网同步锁相方法，其特征是，假设频率估计环节锁频环FLL的稳态输出为电网频率，自适应正交发生器的传递函数如公式(9)，在系统阻尼参数λ的作用下，控制环路表现为带通特性，可有效抑制v₁中的高频分量干扰：

5.如权利要求4所述的基于改进型串联信号延迟对消算法的并网同步锁相方法，其特征是，在系统阻尼参数λ>0时，将自适应正交发生器传递函数的自然谐振频率设定为ω，及其系统阻尼为ξ＝λ/2ω，自适应正交发生器所需的稳定时间是系统参数选取的主要因素，控制带宽越大，系统达到稳定的速度越快，考虑到2％的误差标准，调节时间确定为T_S＝5/ξω，使用下式计算得到系统阻尼参数λ；

系统的状态方程如下式表示：

通过对锁频环和自适应正交发生器环节进行理论分析，可得锁频环的反馈线性化传递函数如下，

其中Γ＝γV²/2λ，其中V为输入信号基波分量的幅值，根据锁频环的稳定时间T_s(FLL)＝5/Γ，根据下式可选取参数γ；