[发明专利]一种基于复合型滤波器的电网同步软件锁相环

权利要求书

1.一种基于复合型滤波器的电网同步软件锁相环，其特征在于：该基于复合型滤波器的电网同步软件锁相环由三相电网电压的克拉克变换单元、复合型滤波器、比例控制器k_p、积分环节1/s组成；

三相电网电压v_abc接入坐标变换单元的输入端，克拉克变换单元的输出端与复合型滤波器的输入端相连，复合型滤波器的输出端与反正切运算单元的输入端相连，反正切运算单元的输出端连接在比例分控制器k_p的输入端，比例控制器k_p的输出信号与固有频率ω_ff相加后输入积分环节1/s的输入端，积分环节1/s的输出端输出相位估计值积分环节1/s的输出端与坐标变换单元的输入端相连，积分环节1/s的输出端与反正切运算单元的输出端相加输出锁相结果；所述复合型滤波器，由具有直流偏移消除功能的双多阶广义积分器(DMOGI)、帕克变换器和滑动平均滤波器(MAF)组成，其中双多阶广义积分器(DMOGI)负责在软件锁相环外环(即αβ坐标系下)滤除电网电压中的基波负序电压和直流偏移电压，滑动平均滤波器(MAF)负责在软件锁相环内环(即dq坐标系下)滤除电网电压中的各次谐波电压；

所述双多阶广义积分器(DMOGI)，由两个多阶广义积分器(MOGI)通过并行交错结构构成，其在αβ坐标系下的传递函数公式为

式中，为谐振频率，s表示s域，ξ值通常取0.7；

双多阶广义积分器(DMOGI)可在αβ坐标系下分离出完整的三相电网电压基波正序电压，与此同时滤除基波负序电压和直流偏移电压；

所述多阶广义积分器(MOGI)，其结构是由三个积分器、三个加法器、三个乘法器和两个常数比例控制器组成，其结构具有可消除直流偏移电压的能力，其传递函数公式为

和

式中，u为多阶广义积分器(MOGI)的输入，v_a和v_b分别为多阶广义积分器(MOGI)的两个输出。

2.根据权利要求1所述的基于复合型滤波器的电网同步软件锁相环，其特征在于:

所述的具有直流偏移消除功能的双多阶广义积分器(DMOGI)，可由αβ坐标系下等效到dq坐标系下，dq坐标系下双多阶广义积分器(dqDMOGI)的s域传递函数为

3.根据权利要求1所述的基于复合型滤波器的电网同步软件锁相环，其特征在于:

所述复合型滤波器的s域传递函数为，

所述复合型滤波器可以在三相电网含有谐波电压及直流偏移电压的工况下滤除基波负序电压、直流偏移电压及各主要阶次谐波电压，并完整提取三相电网电压基波正序电压，从而达到准确快速地完成三相电网同步锁相的功能。