[发明专利]一种应用于低电压治理设备的单相锁相环方法

说明书

本发明公开了一种应用于低电压治理设备的单相锁相环方法，方法实施过程为：通过电压传感器采集设备并网点信号的当前采样时刻信号值u_sk、前一采样时刻的信号值u_sk1以及前两采样时刻的信号值u_sk2，采样周期为T_s；将步骤1所得电压信号作为第一级二阶广义积分器S1的输入信号，得到采样时刻k的输出信号qv_1k；将步骤2所得的正交信号qv_1k作为增强型二阶积分器S2的输入信号，得到qv_1k中采样时刻k的正交基波信号qv_k和v_k；对qv_k和v_k进行数学变换，得到基波的幅值和实时相位。本发明可滤除电网信号中的直流分量，也可大幅度衰减电网信号中的各次谐波分量，从而获得较准确的锁相结果；而且本方法计算量小，易于实现。

技术领域

本发明涉及配网电能质量治理技术领域，尤其涉及一种应用于低电压治理设备的单相锁相环方法。

背景技术

应用了电力电子控制技术的低电压治理设备可以有效地解决农村或城市郊区配电网末端的低电压现象。而无论是对于三相还是单相电路控制系统，软件锁相技术都是一个非常基础且重要的环节，锁相结果的准确性对环路控制的效果有着至关重要的作用。由于配电网低压侧负载的非线性特性，设备采集到电压存在着直流信号和较多的谐波信号，常用的SOGI锁相环的锁相结果存在较大的误差，使得电路控制环节达不到满意的效果。虽然递归离散傅里叶锁相技术可以获得精确的锁相结果，但它需要占用较多的计算内存，消耗额外的资源，不利于节约成本。

发明内容

本发明针对现有技术存在的不足和缺陷，提供了一种应用于低电压治理设备的单相锁相环方法，解决了因配电网末端电网电压含有各次谐波分量和直流分量而导致锁相不准的问题，方法在计算量较小的前提下可以完全滤除直流分量并大幅度衰减各次谐波信号获得一个准确的锁相结果。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种应用于低电压治理设备的单相锁相环方法，包括以下步骤：

步骤1：通过电压传感器采集设备并网点电压信号的当前采样时刻信号值u_sk、前一采样时刻的信号值u_sk1以及前两采样时刻的信号值u_sk2，采样周期为T_s；

步骤2：将步骤1获得的电网电压信号作为第一级二阶广义积分器S1的输入信号，得到采样时刻k的输出信号qv_1k；

步骤3：将步骤2所获得的正交信号qv_1k作为增强型二阶积分器S2的输入信号，得到qv_1k中采样时刻k的准确的正交基波信号qv_k和v_k；

步骤4：通过运算单元对qv_k和v_k进行数学变换，得到基波的幅值和实时相位。

进一步地，所述步骤2中的输出信号qv_1k的计算方法为：

qv_1k＝b₀*u_sk+b₁*u_sk1+b₂*u_sk2+a₁*qv_1k1+a₂*qv_1k2

其中

b₁＝2b₀

b₂＝b₀