一种基于瞬时变换的单相SVG快速锁相方法和装置与流程

本公开的实施例涉及电气自动化，更具体地，涉及一种基于瞬时变换的单相svg快速锁相方法和装置。

背景技术：

1、在电气化铁路的供电系统中，通常采用单相svg(static var generation，静止无功发生器)作为电压源型变流器。电压源型变流器输出的电压需要与电网电压时刻保持同步，在控制上需要对电网电压进行锁相，以快速获得准确的同步角度。

2、单相svg采集的电压为单相交流电压，适用于单相svg的锁相方法与常规的三相变流器的锁相方法不同。

技术实现思路

1、本公开的至少一个实施例提供了一种基于瞬时变换的单相svg快速锁相方法，其包括：对单相svg进行电压采样，获得电压采样信号；

2、对所述电压采样信号同步进行余弦变换和正弦变换，获得电压余弦分量和电压正弦分量；

3、对所述电压余弦分量和所述电压正弦分量进行延时，获得电压余弦延时分量和电压正弦延时分量；

4、基于所述电压余弦分量和所述电压余弦延时分量获得电压余弦倍频消除分量，并基于所述电压正弦分量和所述电压正弦延时分量获得电压正弦倍频消除分量；

5、对电压余弦倍频消除分量和电压正弦倍频消除分量分别进行低通滤波，获得第一直流分量和第二直流分量；以及

6、根据第一直流分量和第二直流分量，确定相位角。

7、在本公开的一个实施例中，对所述电压余弦分量和所述电压正弦分量进行延时包括：

8、对所述电压余弦分量和所述电压正弦分量延时四分之一周期，其中，所述周期指的是两个过零点之间的时间间隔。

9、在本公开的一个实施例中，基于所述电压余弦分量和所述电压余弦延时分量获得电压余弦倍频消除分量包括：将所述电压余弦分量和所述电压余弦延时分量相加，获得电压余弦倍频消除分量；以及

10、基于所述电压正弦分量和所述电压正弦延时分量获得电压正弦倍频消除分量包括：将所述电压正弦分量和所述电压正弦延时分量相加，获得电压正弦倍频消除分量。

11、在本公开的一个实施例中，所述低通滤波为二阶低通滤波，所述二阶低通滤波的传递函数为：

12、

13、其中，a0为滤波器增益，ωc为滤波器截止频率，q为滤波器品质因数。

14、在本公开的一个实施例中，根据第一直流分量和第二直流分量，确定相位角，包括：

15、根据下式确定相位角：

16、

17、其中，表示相位角，u1f(t)表示第一直流分量，以及u2f(t)表示第二直流分量。

18、本公开的至少一个实施例提供了一种单相svg锁相装置，包括：

19、采样单元，配置为对单相svg进行电压采样，获得电压采样信号；

20、同步变换单元，配置为对所述电压采样信号同步进行余弦变换和正弦变换，获得电压余弦分量和电压正弦分量；

21、延时单元，配置为对所述电压余弦分量和所述电压正弦分量进行延时，获得电压余弦延时分量和电压正弦延时分量；

22、倍频消除单元，配置为基于所述电压余弦分量和所述电压余弦延时分量获得电压余弦倍频消除分量，并基于所述电压正弦分量和所述电压正弦延时分量获得电压正弦倍频消除分量；

23、滤波单元，配置为对电压余弦倍频消除分量和电压正弦倍频消除分量分别进行低通滤波，获得第一直流分量和第二直流分量；以及

24、确定单元，配置为根据第一直流分量和第二直流分量，确定相位角。

25、在本公开的一个实施例中，所述延时单元配置为对所述电压余弦分量和所述电压正弦分量延时四分之一周期，其中，所述周期指的是两个过零点之间的时间间隔。

26、在本公开的一个实施例中，所述倍频消除单元配置为将所述电压余弦分量和所述电压余弦延时分量相加，获得电压余弦倍频消除分量，还被配置为将所述电压正弦分量和所述电压正弦延时分量相加，获得电压正弦倍频消除分量。

27、在本公开的一个实施例中，所述滤波单元为二阶低通滤波单元，所述二阶低通滤波单元的传递函数为：

28、

29、其中，a0为滤波器增益，ωc为滤波器截止频率，q为滤波器品质因数。

30、在本公开的一个实施例中，所述确定单元配置为基于下式确定相位角：

31、

32、其中，表示相位角，u1f(t)表示第一直流分量，以及u2f(t)表示第二直流分量。

33、在根据本公开的实施例的基于瞬时变换的单相svg锁相方法和单相svg锁相装置中，采用基于单相采样电压瞬时变换的方法，构造出两个分量，并通过延时消去和低通滤波的方法，得到锁相角度。这样，即使在电压发生波动和畸变的情况下，也能够快速地检出同步相位，检测结果的波动小，检测时间短，从而保证电压源逆变器输出的电压与系统电压保持同步。

技术特征：

1.一种单相svg锁相方法，包括：

2.根据权利要求1所述的单相svg锁相方法，其中，对所述电压余弦分量和所述电压正弦分量进行延时包括：

3.根据权利要求1所述的单相svg锁相方法，其中，

4.根据权利要求1所述的单相svg锁相方法，其中，所述低通滤波为二阶低通滤波，所述二阶低通滤波的传递函数为：

5.根据权利要求1所述的单相svg锁相方法，其中，根据第一直流分量和第二直流分量，确定相位角，包括：

6.一种单相svg锁相装置，包括：

7.根据权利要求6所述的单相svg锁相装置，其中，所述延时单元配置为对所述电压余弦分量和所述电压正弦分量延时四分之一周期，其中，所述周期指的是两个过零点之间的时间间隔。

8.根据权利要求6所述的单相svg锁相装置，其中，所述倍频消除单元配置为将所述电压余弦分量和所述电压余弦延时分量相加，获得电压余弦倍频消除分量，还被配置为将所述电压正弦分量和所述电压正弦延时分量相加，获得电压正弦倍频消除分量。

9.根据权利要求6所述的单相svg锁相装置，其中，所述滤波单元为二阶低通滤波单元，所述二阶低通滤波单元的传递函数为：

10.根据权利要求6所述的单相svg锁相装置，其中，所述确定单元配置为基于下式确定相位角：

技术总结
一种单相SVG锁相方法，包括：对单相SVG进行电压采样，获得电压采样信号；对所述电压采样信号同步进行余弦变换和正弦变换，获得电压余弦分量和电压正弦分量；对所述电压余弦分量和所述电压正弦分量进行延时，获得电压余弦延时分量和电压正弦延时分量；基于所述电压余弦分量和所述电压余弦延时分量获得电压余弦倍频消除分量，并基于所述电压正弦分量和所述电压正弦延时分量获得电压正弦倍频消除分量；对电压余弦倍频消除分量和电压正弦倍频消除分量分别进行低通滤波，获得第一直流分量和第二直流分量；根据第一直流分量和第二直流分量，确定相位角。还公开了一种单相SVG锁相装置。

技术研发人员：赵香花,陈晋辉,董海涛,张炼冬
受保护的技术使用者：江苏天合清特电气有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11