专利名称：基于无锁相环实现电网同步基准正弦的方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及光伏并网发电技术领域，更具体的说，尤其涉及一种基于无锁相环实现电网同步基准正弦的方法及其装置。
背景技术：
太阳能以其取之不尽、用之不竭的优点成为最具发展潜力的新能源之一，以光伏发电等新能源为代表的分布式电源正逐渐从独立系统朝大规模并网方向发展。并网逆变器多作为新能源并网发电或无功补偿装置，其关键的一步即需得到电网同步基准正弦、余弦。目前获得电网同步基准正弦或余弦的方式多采用锁相环(PLL)或者软件锁相环(SPLL)，采用锁相环获得电网同步基准正弦在电网电压畸变或电压波形存在多次过零时误差很大，甚至会失锁现象，不能得到满意的基准正弦。如在对光伏并网发电系统基准正弦实现的研究中，采用单片机实现《基于软件锁相技术的光伏并网系统基准正弦电路》(郑翔骥，陈道炼.基于软件锁相技术的光伏并网系统基准正弦电路[J].电力自动化设备，2009，29 (6):102-105.)是一种方法，但所需硬件繁多，设计复杂。而一些学者有相继研究了单同步坐标系软件锁相环(SSRF-SPLL)和双同步坐标系软件锁相环(DDSRF-SPLL)，单同步坐标系软件锁相环较适合于理想电网情况下，若三相电网出现严重不平衡时误差很大，而双同步坐标系软件锁相环需经过多次d-q变换且需要解耦，增加了锁相环设计难度。在有源电力滤波器的谐波电流检测方法中，国内外学者也提出了无锁相环的检测策略，主要采用预设频率思想，在该策略的实现过程中出现了电网同步正弦或余弦的运算方法，但其应用领域是用于谐波、无功电流的检测，相应方法只能单独应用于单相系统或三相系统，不能将单相和三相系统统一起来应用。
发明内容
鉴于上述提出的技术问题，本发明的目的在于提供一种基于无锁相环实现电网同步基准正弦的方法及其装置，该方法和装置在电网电压畸变、电压波形存在多次过零、电压波动情况下，使并网逆变器可自行获得电网的同步基准正弦。为了解决以上提出的问题，本发明采用如下的技术方案:基于无锁相环实现电网同步基准正弦的方法，该方法包括建立建立无锁相环电网同步基准正弦数学模型，其包括以下步骤，(I)、采样单相电网或三相电网中的某一相电网电压es，将电网电压es与预设频率的参考正弦Sin(G)cit+ Θ )和余弦C0s(G)cit+ Θ )利用二阶有源低通滤波处理后提取低频信号得Udcos和Udsin的表达式为:
权利要求
1.于无锁相环实现电网同步基准正弦的方法，其特征在于:该方法包括建立无锁相环电网同步基准正弦数学模型，其包括以下步骤， (1)、采样单相电网或三相电网中的某一相电网电压es，将电网电压es与预设频率的参考正弦Sin(G)cit+ Θ )和余弦C0s(G)cit+ Θ )利用二阶有源低通滤波处理后提取低频信号得Udcos和Udsin的表达式为:
2.据权利要求1所述的基于无锁相环实现电网同步基准正弦的方法，其特征在于，所述步骤(3)后还包括将所得电网同步基准正弦、余弦形成矩阵(Cc^SP:
3.据权利要求1所述基于无锁相环实现电网同步基准正弦的方法，其特征在于，所述步骤(1中的二阶有源低通滤波处理具体采用如下表达式:
4.于无锁相环实现电网同步基准正弦的装置，其特征在于:包括开关器件逆变桥、控制器以及实现权利要求1-3任一项所述的基于无锁相环实现电网同步基准正弦的方法的基准正弦实现模块，其中:开关器件逆变桥输出端连接电网，所述控制器分别与开关器件逆变桥控制端、基准正弦实现模块连接，所述基准正弦实现模块与电网连接。
全文摘要
本发明公开一种基于无锁相环实现电网同步基准正弦的方法及其装置，该方法包括(1)采样单相电网或三相电网中的某一相电网电压es，将电网电压es与预设频率的参考正弦sin(ω0t+θ)和余弦cos(ω0t+θ)利用二阶有源低通滤波处理后提取低频信号得Udcos和Udsin；(2)获取电网电压的基波es1和与电网电压基波正交信号e′s1；(3)由电网电压基波es1及其正交信号e′s1可得单相电网同步正、余弦的数学模型；(4)将上述步骤(3)中的电网同步基准正弦、余弦送入并网逆变器的控制器，即可保证入网电流与电网电压同频同相。本发明的方法及装置可以在电网电压畸变、电压波形存在多次过零、电压波动情况下可自行获得电网的同步基准正弦。
文档编号H02J3/40GK103094924SQ20131000011
公开日2013年5月8日 申请日期2013年1月4日 优先权日2013年1月4日
发明者杨艺云, 李长佶, 司传涛, 周柯, 张阁, 肖园园, 周林, 郭珂, 廖波 申请人:广西电网公司电力科学研究院, 重庆大学