[发明专利]一种基于旋转变换的三相电网各分量瞬时值的提取方法

摘要

本发明公开了一种基于旋转变换的三相电网各分量瞬时值的提取方法，包括下述步骤：通过静止坐标变换，将三相ABC坐标系下的电网电压变换到αβ坐标系。再通过一个旋转变换矩阵获得在αβ坐标系下的零序分量、正序基波分量、负序基波分量以及各种谐波分量。最后由获得的正、负序分量计算出电网的瞬时正序角度和瞬时负序角度。这种方法只需要多个历史周期的电压采样数据即可提取出电网电压的各种分量，而无需一个完整的电网周期的数据。解决了现有方法中能够获得三相电网瞬时相位，但计算方法复杂且延时较长的问题。本发明方法实现简单、延时小，精度高。

主权项

1.一种基于旋转变换的三相电网各分量瞬时值的提取方法，其特征在于：将αβ坐标系下的电网电压通过一个旋转变换矩阵，获得在αβ坐标系下的零序分量、正序基波分量、负序基波分量以及各谐波分量，旋转变换矩阵如下：其中：j—虚部符号；k＝0，±1、±2…,‑50≤k≤50；ω—电网电压基波角频率；TS—电网电压周期；所述旋转变换矩阵R按照下列步骤得到：首先、根据CLARKE变换，将三相ABC坐标系下的电网电压变换到αβ坐标系，获得αβ坐标系下的电网电压瞬时值：式中：E_mk——电网电压k次分量的幅值；——电网电压k次分量的初始相位角；ω——电网电压基波角频率；t——将三相ABC坐标系下的电网电压变换到αβ坐标系的时间点；e——三相ABC坐标系下的电网电压向量；e_ɑ——电网电压αβ坐标变换后α轴上的电压值；e_β——电网电压αβ坐标变换后β轴上的电压值；j——虚部符号；k＝0，±1、±2…,‑50≤k≤50；步骤2、将由坐标变换获得的电网电压瞬时值离散化，如下式：式中：T_S——电网电压周期；E_m0——电网电压的零序分量幅值；——电网电压零序分量的相位角；E_‑mk——电网电压‑k次分量的峰值；——电网电压‑k次分量的初始相位角；n为常数；e(n)——当前周期的电网电压矢量，e(n‑1)——当前周期前一个周期的电网电压矢量，e(n+1)——当前周期后一个周期的电网电压矢量；步骤3、将前l个周期的电网电压表示为一个指数形式的复数列向量Ε(n)，当前周期电网电压的各种分量的瞬时值，表示为一个指数形式的复数列向量ε(n)，如下式：式中：e‑mk(n),emk(n)——当前周期电网电压的‑k次、k次分量，k＝0、1、2…；e‑m1(n),em1(n)——当前周期电网电压的负序、正序基波分量；em0(n)——当前周期电网电压的零序分量；标注：e(n)——当前周期的电网电压矢量，e(n‑1)——当前周期前一个周期的电网电压矢量，e(n+1)——当前周期后一个周期的电网电压矢量；步骤4、根据Ε(n)和ε(n)的表达式，得到一个旋转矩阵R：当l＝2k+1时，进一步计算出当前电网电压的各种分量：ε(n)＝R‑1Ε(n)。