专利名称：一种无延时的单相锁相环二次谐波滤除方法
技术领域：
本发明涉及分布式发电系统中的单相锁相环，尤其是涉及一种无延时的单相锁相环二次谐波滤除方法。
背景技术：
近年，在寻找克服世界能源危机的方法中，风力和光伏等分布式发电系统受到越来越多的关注。单相并网逆变器作为分布式发电系统中能量转换和控制的核心，以及和配电网的接口，其性能直接影响和决定了整个并网系统的好坏。电网电压的相位，频率和幅值作为并网同步的关键信息，单相锁相环(Phase Locked Loop, PU)起着举足轻重的作用。
图1所示为传统单相PLL的通用模型，在传统的单相电力系统中，会包含大量谐波，由于传统单相PLL检测的技术原因，其输出的直流分量中会产生大量的二倍频谐波，如果能够有效快速的消除二倍频分量，不仅可以精确检测单相交流信息的相位分量，还可以进行精确地有功功率和无功功率控制，从而有效提高电力系统的电能质量。传统采用的消除直流分量二倍频的方法是利用一个低通滤波器(Low Pass Filter, LPF)来滤除二倍频分量，如图2所示，存在以下不足:1.传统方法中滤波器的截止频率必须设计的很低，这增加了滤波器的设计难度，难以实现；2.由于传统技术中滤波器的延时性特点，它会随着截止频率的变小，延时会变得越来越长，这会影响到整个系统的动态响应性能。鉴于以上原因，传统消除锁相环中的二倍频分量的方法增加了系统的设计难度，并且影响了整个系统的动态性能，对整个系统的使用是不适合的。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种能够快速精确消除二次谐波、动态响应性能高、设计简单的无延时的单相锁相环二次谐波滤除方法。本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:一种无延时的单相锁相环二次谐波滤除方法，该方法包括以下步骤:正交向量产生步骤，正交向量产生模块将输入的单相信号虚拟成正交信号；Park变换步骤，Park变换模块对正交向量产生模块输出的正交信号进行以锁相环相角为基础的Park变换，将正交信号变换为直流分量；二次求导步骤，通过串联的两个微分器对Park变换模块输出的直流分量进行二次求导，将二次求导后的信号通过比例器，并将比例器的输出与Park变换模块输出的直流分量通过第一加法器求和，消除直流分量中所含的二次谐波；锁相环相角输出步骤，消除二次谐波后的直流分量依次通过比例积分器、第二加法器和积分器后输出锁相环相角。
所述的比例器的比例系数为
权利要求
1.一种无延时的单相锁相环二次谐波滤除方法，其特征在于，该方法包括以下步骤: 正交向量产生步骤，正交向量产生模块将输入的单相信号虚拟成正交信号； Park变换步骤，Park变换模块对正交向量产生模块输出的正交信号进行以锁相环相角为基础的Park变换，将正交信号变换为直流分量； 二次求导步骤，通过串联的两个微分器对Park变换模块输出的直流分量进行二次求导，将二次求导后的信号通过比例器，并将比例器的输出与Park变换模块输出的直流分量通过第一加法器求和，消除直流分量中所含的二次谐波； 锁相环相角输出步骤，消除二次谐波后的直流分量依次通过比例积分器、第二加法器和积分器后输出锁相环相角。
2.根据权利要求1所述的一种无延时的单相锁相环二次谐波滤除方法，其特征在于，所述的比例器的比例 系数为
3.根据权利要求1所述的一种无延时的单相锁相环二次谐波滤除方法，其特征在于，所述的二次求导步骤中，采用离散数字信号求差分方法代替串联微分器对直流分量进行二次求导。
全文摘要
本发明涉及一种无延时的单相锁相环二次谐波滤除方法，该方法包括以下步骤正交向量产生模块将输入的单相信号虚拟成正交信号；Park变换模块对正交向量产生模块输出的正交信号进行以锁相环相角为基础的Park变换，将正交信号变换为直流分量；通过串联的两个微分器对Park变换模块输出的直流分量进行二次求导，将二次求导后的信号通过比例器，并将比例器的输出与Park变换模块输出的直流分量通过第一加法器求和，消除直流分量中所含的二次谐波；消除二次谐波后的直流分量依次通过比例积分器、第二加法器和积分器后输出锁相环相角。与现有技术相比，本发明具有设计简单、实时和动态性能好等优点。
文档编号H02J3/01GK103199532SQ20131006837
公开日2013年7月10日 申请日期2013年3月4日 优先权日2013年3月4日
发明者赵晋斌, 戴剑丰 申请人:上海电力学院