用单相光伏并网逆变器检测电网电压相位的方法
【专利摘要】本发明涉及一种用单相光伏并网逆变器检测电网电压相位的方法。其特点是，包括如下步骤：步骤1：对采集的电网电压信号滤波处理，滤除直流分量和基频以外的高次谐波，得到Vα信号；步骤2：然后对得到的Vα信号进行移相90度，生成信号Vβ，即产生一组正交信号；步骤3：利用电网的估算角度θ'对得到的正交信号Vα和Vβ信号进行d-q变换，得到Vd和Vq；其中电网的估算角度θ'初始值设为0，然后经过步骤4、步骤5的运算值将得到更新，从而使暂态过程结束之后估算角度θ'将达到真实的电网电压相位。本发明方法的优点是可以滤除采集得到的电网电压信号中的谐波干扰并且将采集的电网电压信号中出现直流分量信号进行滤除，从而实现较高的锁相精度。
【专利说明】用单相光伏并网逆变器检测电网电压相位的方法【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用单相光伏并网逆变器检测电网电压相位的方法。
【背景技术】
[0002]目前，单相(光伏)并网逆变器多数都采用过零点检测跟踪电网电压相位，这种方法抗干扰性能较差。另外还有借鉴三相锁相环的基于同步坐标系的单相锁相技术，这类方法需要构造一对正交信号，目前构造正交信号通常采用的方法有采用数组存储的延时方法和基于广义二阶积分器实现移相90°。其中，延时方法只需要构造一个数组，结构简单，但是由于它不能滤除采集得到的电网电压信号中的谐波干扰，所以锁相精度较差；而基于广义二阶积分器的移相方法不能解决在采集的电网电压信号中出现直流分量时锁相精度变差的问题。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种用单相光伏并网逆变器检测电网电压相位的方法，使其能够准确的检测电网电压的频率以及电网电压当前的角度。
[0004]一种用单相光伏并网逆变器检测电网电压相位的方法，其特别之处在于，包括如下步骤:
[0005]步骤1:对采集的电网电压信号滤波处理，滤除直流分量和基频以外的高次谐波，得到V α {目号；
[0006]步骤2:然后对得到的Va信号进行移相90度，生成信号νβ，即产生一组正交信号;
[0007]步骤3:利用电网的估算角度Θ ’对得到的正交信号Va和νβ信号进行d_q变换，得到Vd和Vq;其中电网的估算角度Θ’初始值设为0，然后经过步骤4、步骤5的运算值将得到更新，从而使暂态过程结束之后估算角度Θ’将达到真实的电网电压相位；
[0008]步骤4:利用比例积分PI调节器，将无功分量Vq控制到零，将锁相环系统的带宽设置为30Hz ；
[0009]步骤5:利用积分模块对PI调节器输出的频率信号与基准频率Wtl的和进行积分，得到的即是估算的电网电压相位Θ’。
[0010]在步骤3之后，对d-q变换后的结果Vq进行判断，如果Vq的绝对值小于限值，则认为锁相成功，将锁相成功后计算的电网角频率值每IOOms计算一次平均值，根据新的电网角频率平均值重新计算带通滤波器和正交信号生成模块参数的方法，从而提高系统的锁相精度。
[0011]步骤I中的带通滤波器的传递函数Gbp为:
【权利要求】
1.一种用单相光伏并网逆变器检测电网电压相位的方法，其特征在于，包括如下步骤: 步骤1:对采集的电网电压信号滤波处理，滤除直流分量和基频以外的高次谐波，得到V α信号； 步骤2:然后对得到的Va信号进行移相90度，生成信号Vβ，即产生一组正交信号； 步骤3:利用电网的估算角度Θ’对得到的正交信号Va和νβ信号进行d_q变换，得到Vd和Vq;其中电网的估算角度Θ’初始值设为0，然后经过步骤4、步骤5的运算值将得到更新，从而使暂态过程结束之后估算角度Θ’将达到真实的电网电压相位； 步骤4:利用比例积分PI调节器，将无功分量Vq控制到零，将锁相环系统的带宽设置为 30Hz ； 步骤5:利用积分模块对PI调节器输出的频率信号与基准频率Wtl的和进行积分，得到的即是估算的电网电压相位Θ’。
2.如权利要求1所述的一种用单相光伏并网逆变器检测电网电压相位的方法，其特征在于:在步骤3之后，对d_q变换后的结果Vq进行判断，如果Vq的绝对值小于限值，则认为锁相成功，将锁相成功后计算的电网角频率值每IOOms计算一次平均值，根据新的电网角频率平均值重新计算带通滤波器和正交信号生成模块参数的方法，从而提高系统的锁相精度。
3.如权利要求1所述的一种用单相光伏并网逆变器检测电网电压相位的方法，其特征在于: 步骤I中的带通滤波器的传递函数Gbp为:
4.如权利要求1所述的一种用单相光伏并网逆变器检测电网电压相位的方法，其特征在于: 步骤2中产生正交信号的全通滤波器的传递函数为:
5.如权利要求1所述的一种用单相光伏并网逆变器检测电网电压相位的方法，其特征在于: 步骤3中d-q变换公式如下:
【文档编号】G01R25/04GK103472302SQ201310419575
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2013年9月16日 优先权日:2013年9月16日
【发明者】赵四海, 李建炜, 裴云庆, 武晓勇, 金新, 张万菊, 屈子旭, 李波 申请人:宁夏隆基宁光仪表有限公司