[发明专利]一种基于隐式PI的数字锁相环与电网同步系统

摘要

本发明提供了一种基于隐式PI的数字锁相环与电网同步系统，包括鉴相器、环路滤波器和压控振荡器：所述鉴相器为其中，k_p和k_i为控制系数，和Δω分别为估计的和真实的角频率偏差；所述环路滤波器为所述压控振荡器为θ＝∫ωdt。本发明通过使用隐式的PI控制器和一个频率偏差的阻尼项，能够很好地实现与电网电压的同步；本发明锁相结构控制器的参数可以直接由期望的环路滤波器带宽和调节时间决定，便于整定；并能够有效应对电网电压相角、频率的扰动，抗干扰能力强。

主权项

一种基于隐式PI的数字锁相环与电网同步系统，其特征在于，包括鉴相器、环路滤波器和压控振荡器：所述鉴相器为其中，k_p和k_i为控制系数，和Δω分别为估计的和真实的角频率偏差；所述环路滤波器为$G_{\mathrm{LPF}}\left(s\right)=\frac{\mathrm{\Δ\ω}}{\mathrm{\Δ}\widehat{\mathrm{\ω}}}=\frac{2\mathrm{\π}}{s+2\mathrm{\π}{k}_d};$所述压控振荡器为θ＝∫ωdt；所述鉴相器中锁相环恒幅值的Park变换T_dq，$T_{\mathrm{dq}}=\frac{2}{3}\left[\begin{array}{ccc}\cos \mathrm{\θ}& \cos (\mathrm{\θ}-2\mathrm{\π}/3)& \cos (\mathrm{\θ}+2\mathrm{\π}/3)\\ -\sin \mathrm{\θ}& -\sin (\mathrm{\θ}-2\mathrm{\π}/3)& -\sin (\mathrm{\θ}+2\mathrm{\π}/3)\end{array}\right]$其中，θ为锁相环检测到的电网电压u_a、u_b、u_c的相位，且其中u_m＝U_m/U_base为电压幅值U_m的标幺值，U_base为基准值，为电网电压的幅值和相位，ω₀为电网额定角频率；电网电压的dq轴分量为其中，为锁相环的相位差，其中k_ω为控制系数；进一步得到所提锁相环结构的数学模型为：其中，k_d角频率负反馈系数。