[发明专利]一种锁相方法及系统

说明书

本发明提供的锁相方法及系统，方法包括：结合第一相角反馈量，对待锁相的电气参量进行锁相，得到待锁相的电气参量的角频率及第一相角，结合第二相角反馈量，对待锁相的电气参量进行锁相，得到补偿相角，将待锁相的电气参量的角频率进行滤波，以抑制电压振荡，利用补偿相角对将滤波后的角频率进行积分得到的积分相角进行补偿，实现待锁相的电气参量与理想电压源之间的相位差，从而得到待锁相的电气参量的角频率及相角。

技术领域

本发明涉及电力系统、弱电网接入、新能源接入领域，具体涉及一种锁相方法及系统。

背景技术

为使VSC系统与电网保持同步，通常需要利用锁相环PLL检测VSC交流系统并网点(point of common coupling，PCC)的电压V_PCC相位，并利用其估计的相位生成VSC矢量控制的参考坐标系。V.Kaura和V.Blasko于1997年首次提出基于dq同步坐标变换的三相同步锁相环(synchronous reference frame phase locked loop，SRF-PLL)，这是一种结构简单、应用广泛和具有代表性的典型锁相环。图1所示SRF-PLL的控制结构框图。然而这种锁相环应用在VSC弱电网接入，特别是当弱电网本身存在频率谐振点的情况下，会出现电压振荡现象。具体地，如图2所示，当图1的锁相环接入弱电网时，图1中锁相环输出的角频率(角速度)信号ω是在工频314.1593rad/s上下振荡的，如图3。这是因为锁相环是以PCC点的电压为输入信号的，PCC点的电压受到如图4所示的VSC输出电压和LC串补之间的振荡电压，以及电网电压u_s三者的影响，虽然VSC与LC串补之间存在电压振荡，而u_s的频率始终是314.1593rad/s。所以图3中锁相环输出的频率信号中包含不变的314.1593rad/s分量。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的传统的锁相环接入弱电网时，因弱电网系统谐振频率与锁相环频率响应特性耦合会产生电压振荡缺陷，从而提供一种锁相方法及系统。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

第一方面，本发明实施例提供一种锁相方法，包括：步骤S1：获取待锁相的电气参量、第一相角反馈量及第二相角反馈量；步骤S2：对待锁相的电气参量及第一相角反馈量进行锁相，得到待锁相的电气参量的角频率及第一相角，将第一相角替换步骤S1中的第一相角反馈量，进行步骤S1-步骤S2的内循环；对待锁相的电气参量及第二相角反馈量进行锁相，得到补偿相角；步骤S3：基于预设补偿方法，利用待锁相的电气参量的角频率及补偿相角，得到待锁相的电气参量的相角；步骤S4：将待锁相的电气参量的相角替换步骤S1中的第二相角的反馈量，进行步骤S1-步骤S2的内循环、步骤S1-步骤S4的外循环。

在一实施例中，对待锁相的电气参量及第一相角反馈量进行锁相，得到待锁相的电气参量的角频率及第一相角的过程，包括：对待锁相的电气参量及第一相角反馈量进行两相同步变换，得到第一两相同步电压；对第一两相同步电压进行比例积分处理，得到第一角频率；将理想角频率作为第一角频率的补偿量，得到待锁相的电气参量的角频率；对待锁相的电气参量的角频率做积分处理，得到第一相角。

在一实施例中，对第一两相同步电压进行比例积分处理，得到第一角频率的过程，包括：对q轴的第一两相同步电压进行比例积分处理，得到第一角频率。

在一实施例中，对待锁相的电气参量及第二相角反馈量进行锁相，得到补偿相角的过程，包括：对待锁相的电气参量及第二相角反馈量进行两相同步变换，得到第二两相同步电压；对第二两相同步电压进行积分处理，得到补偿相角。

在一实施例中，对第二两相同步电压进行积分处理，得到补偿相角的过程，包括：对q轴的第二两相同步电压进行积分处理，得到补偿相角。