[发明专利]一种适用于弱受端交流电网下VSC接入的新型锁相环

说明书

本发明公开了一种适用于弱受端交流电网下VSC接入的新型锁相环，电力电子技术领域，具体包括以下步骤：步骤1：以并网点的三相交流电压作为该锁相环的输入；步骤2：将输入三相电压做派克变换，实现三相abc坐标系下的三相电压转换为dq坐标下的电压向量；步骤3：将q轴下的电压向量分别送入锁相环节和补偿环节；步骤4：叠加锁相环节的输出与补偿环节的输出得到并网点处的相位信息；本发明用于弱受端交流电网下VSC接入的新型锁相环在弱受端交流电网下，锁相环的动态性能好，能很好提供电网中的相位信息，有效地克服弱电网下锁相环动态响应较差的问题。

技术领域

本发明属于电力电子技术领域，具体为一种基于改进遗传模拟退火算法的适用于弱受端交流电网下VSC接入的新型锁相环。

背景技术

随着新能源技术的快速发展，现代电网中存在着大量的新能源设备，然而这些新能源接入电网都是通过VSC(Voltage source converter)接入的；目前，这些VSC的控制大都是在dq坐标下进行设计的，故而需要锁相环提供一个电网中相位信息；但是在弱受端交流电网下，传统的锁相环的动态性能较差，并不能很好提供电网中的相位信息，故而需要设计一种适应于弱电网下的锁相环。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种适用于弱受端交流电网下VSC接入的新型锁相环，以克服弱电网下锁相环动态响应较差的问题。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种适用于弱受端交流电网下VSC接入的新型锁相环，具体包括以下步骤：

步骤1：以并网点的三相交流电压作为该锁相环的输入；

步骤2：将输入三相电压做派克变换，实现三相abc坐标系下的三相电压转换为dq坐标下的电压向量；

步骤3：将q轴下的电压向量分别送入锁相环节和补偿环节；

步骤4：叠加锁相环节的输出与补偿环节的输出得到并网点处的相位信息。

更进一步的，所述步骤2中dq坐标下的电压向量为vd和vq。

更进一步的，所述步骤3的锁相环节中，将q轴电压向量vq与0作差送入一个pi调节器中，再将其叠加基频角速度ω0，得到锁相环节的输出。

更进一步的，所述pi调节器的具体公式如下：

其中，H_PI为该pi调节器的传递函数，s表示复频域中的复参变量，K_P为比例系数，KI为积分系数。

更进一步的，所述步骤3补偿环节是将vq送入补偿环节，vq在外部电网电压波动时作用，通过比例环节使得补偿环节输出一个反向波动的输出量，得到补偿环节的输出。

更进一步的，锁相环节的输出经过一个巴特沃斯滤波器滤波后叠加补偿环节的输出得到角速度，最后将角速度经过积分得到电网相角θ。

更进一步的，巴特沃斯滤波器传递函数的具体形式如下：

其中H_(S)为巴特沃斯滤波器的传递函数，|H_(-S)|²为巴特沃斯滤波器传递函数幅值的平方；n为巴特沃斯滤波器的阶数；ω_c为截止频率。

本发明与现有技术相比，其显著优点为：

本发明用于弱受端交流电网下VSC接入的新型锁相环在弱受端交流电网下，锁相环的动态性能好，能很好提供电网中的相位信息，有效地克服弱电网下锁相环动态响应较差的问题。

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

附图说明