[发明专利]一种基于自同步锁相环的电网同步控制系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于自同步锁相环的电网同步控制系统及方法，电流互感器采集到电网的电流信号，并将电流信号输送至信号处理器，计算得到两相静止坐标系中的电网电流数据；信号处理器根据自同步锁相环的相位信号，将预设的两相旋转坐标系下的电流参考值计算得到两相静止坐标系中的电流参考数据；电流控制器根据自同步锁相环的频率信号、电网电流数据、电流参考数据，计算得到电压输入信号和驱动信号，并将电压输入信号输出至自同步锁相环，将驱动信号输出至PWM发生器；PWM发生器控制并网逆变器以实现并网。本发明实施例无需测量电网电压，利用电流控制系统电流调节器的内部信号获得电网相位信息和同步信号，具有抵抗电网电压谐波和扰动的能力。

技术领域

本发明涉及电气技术领域，尤其是涉及一种基于自同步锁相环的电网同步控制系统及方法。

背景技术

随着可再生能源的日益普及，与可再生能源接口的电力电子变换器在现代电网中发挥着重要作用。为了使其有效运行并对有功和无功功率元件进行解耦，需要一种电网同步技术来获取交流电网相位信息并与交流电网同步。基于电网电压测量的锁相环是最常见的用于脉冲电流控制系统的同步技术之一，然而，基于电网电压测量的锁相环却降低了脉冲电流的稳定性。

发明内容

本发明提供了一种基于自同步锁相环的电网同步控制系统及方法，以解决现有的基于电网电压测量的锁相环降低了脉冲电流的稳定性，本发明实施例无需测量电网电压，利用电流控制系统电流调节器的内部信号获得电网相位信息和同步信号，具有抵抗电网电压谐波和扰动的能力。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种基于自同步锁相环的电网同步控制系统，至少包括电流互感器、信号处理器、电流控制器、自同步锁相环、PWM发生器、并网逆变器；

所述电流互感器从所述并网逆变器与电网之间的公共连接点采集到电网的电流信号，并将所述电流信号输送至所述信号处理器，计算得到两相静止坐标系中的电网电流数据；

所述信号处理器根据所述自同步锁相环的相位信号，将预设的两相旋转坐标系下的电流参考值计算得到两相静止坐标系中的电流参考数据；

所述电流控制器根据所述自同步锁相环的频率信号、所述电网电流数据、所述电流参考数据，计算得到电压输入信号和驱动信号，并将所述电压输入信号输出至所述自同步锁相环，将所述驱动信号输出至所述PWM发生器；

所述自同步锁相环根据所述电压输入信号向所述电流控制器输出频率信号、向所述信号处理器输出相位信号，所述PWM发生器根据接收到的所述驱动信号控制所述并网逆变器以实现并网。

作为本发明其中一种实施方式，所述信号处理器包括模数转换模块、静止坐标系转换模块和旋转坐标系转换模块；

所述电流互感器通过所述模数转换模块与所述静止坐标系转换模块的输入端连接，所述静止坐标系转换模块的输出端连接至所述电流控制器；

所述旋转坐标系转换模块的输入端连接所述自同步锁相环的相位信号输出端，并作为电流参考值输入端，所述旋转坐标系转换模块的输出端连接至所述电流控制器。

本发明实施例还提供一种基于自同步锁相环的电网同步控制系统的控制方法，包括以下步骤：

步骤1、采用电流互感器从并网逆变器与电网之间的公共连接点采集到电网的电流信号，并将所述电流信号输送至信号处理器，计算得到两相静止坐标系中的电网电流数据；

步骤2、所述信号处理器根据所述自同步锁相环的相位信号，将预设的两相旋转坐标系下的电流参考值计算得到两相静止坐标系中的电流参考数据；

步骤3、采用电流控制器根据自同步锁相环的频率信号、所述电网电流数据、所述电流参考数据，计算得到电压输入信号和驱动信号，并将所述电压输入信号输出至所述自同步锁相环，将所述驱动信号输出至PWM发生器；