基于二阶广义积分器的移相锁相环方法及系统与流程

本发明涉及电力系统，尤其涉及一种基于二阶广义积分器的移相锁相环方法及系统。

背景技术：

1、随着风电资源开发的逐年递增，风电系统正在成为新时期下电力建设的重点之一。而风电的波动性、间歇性等特性会给电力系统的稳定运行带来很多不良影响。因此，在电力系统呈现出“双高”(高比例可再生能源和高比例电力电子设备)趋势的现在，关于电力电子设备并入电网的弱网稳定性研究已经是亟需解决的关键问题。

2、其中，锁相环的存在会给并网换流器引入负阻抗特性，从而带来系统的弱网稳定性问题。由于系统在弱网情况下的稳定性主要就是由于锁相环的存在引起的，因此对锁相环及其控制策略的改造也是解决弱网稳定性的重要方法。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是：提供一种基于二阶广义积分器的移相锁相环方法及系统，有效提升系统的弱网稳定性。

2、为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

3、一种基于二阶广义积分器的移相锁相环方法，包括：

4、获取电网的并网点电压和并网点电流；

5、将所述并网点电压和所述并网点电流分别通过clark变换由三相静止坐标系转换到两相静止ɑβ坐标系下，得到ɑβ两相电压分量和ɑβ两相电流分量；

6、将所述ɑβ两相电压分量和所述ɑβ两相电流分量通过预设的二阶广义积分器进行正序分量提取，得到对应的电压正序分量和电流正序分量；

7、根据所述电压正序分量和电流正序分量构建电压观测器，通过所述电压观测器进行观测得到电网正序电压；

8、根据所述电网正序电压进行锁相环锁相。

9、为了解决上述技术问题，本发明采用的另一种技术方案为：

10、一种基于二阶广义积分器的移相锁相环系统，包括：

11、测量模块，用于获取电网的并网点电压和并网点电流；

12、第一坐标变换模块，用于将所述并网点电压和所述并网点电流分别通过clark变换由三相静止坐标系转换到两相静止ɑβ坐标系下，得到ɑβ两相电压分量和ɑβ两相电流分量；

13、分量提取模块，用于将所述ɑβ电压分量和所述ɑβ电流分量通过预设的二阶广义积分器进行正序分量提取，得到对应的电压正序分量和电流正序分量；

14、电压观测模块，用于根据所述电压正序分量和电流正序分量构建电压观测器，通过所述电压观测器进行观测得到电网正序电压；

15、锁相模块，用于根据所述电网正序电压进行锁相环锁相。

16、本发明的有益效果在于：在电网故障时，电网的并网点电压发生跌落，此时系统中会出现正负序分量，而由于换流器两侧连接交流系统，因此系统的电气量会出现与两种频率有关的谐波分量，锁相环无法按照正常工作的情况进行锁相处理，导致系统频率波动，加剧系统的失稳状态。对此，本申请通过获取并网点电压和并网点电流，将其转换到两相静止ɑβ坐标系下，从而得到ɑβ电压分量和ɑβ电流分量，再通过二阶广义积分器从故障时的ɑβ电压分量和ɑβ电流分量直接提取到对应的正序分量，此时的正序分量可作为电压观测器的输入信号对电网电压进行估测，从而得到对应的电网正序电压。最后通过对电网正序电压进行锁相环锁相，从而保证系统在故障情况下的频率稳定性。

技术特征：

1.一种基于二阶广义积分器的移相锁相环方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种基于二阶广义积分器的移相锁相环方法，其特征在于，所述根据所述电网正序电压进行锁相环锁相之前还包括：

3.根据权利要求2所述的一种基于二阶广义积分器的移相锁相环方法，其特征在于，所述根据所述电网正序电压进行锁相环锁相包括：

4.根据权利要求3所述的一种基于二阶广义积分器的移相锁相环方法，其特征在于，所述目标参数包括电网的交流电动势、交流输出功率以及弱网侧电阻估计值和电感估计值；

5.根据权利要求1所述的一种基于二阶广义积分器的移相锁相环方法，其特征在于，所述将所述ɑβ两相电压分量和所述ɑβ两相电流分量通过预设的二阶广义积分器进行正序分量提取，得到对应的电压正序分量和电流正序分量包括：

6.根据权利要求1所述的一种基于二阶广义积分器的移相锁相环方法，其特征在于，所述预设的二阶广义积分器的传递函数具体为：

7.根据权利要求1所述的一种基于二阶广义积分器的移相锁相环方法，其特征在于，所述根据所述电压正序分量和电流正序分量构建电压观测器包括：

8.根据权利要求3所述的一种基于二阶广义积分器的移相锁相环方法，其特征在于，所述根据所述电压基波正序信号相位角将所述电网正序电压转换至两相同步dq旋转坐标系下具体为：

9.一种基于二阶广义积分器的移相锁相环系统，其特征在于，包括：

10.根据权利要求9所述的一种基于二阶广义积分器的移相锁相环系统，其特征在于，还包括：

技术总结
本发明公开一种基于二阶广义积分器的移相锁相环方法及系统，包括：获取电网的并网点电压和并网点电流；将所述并网点电压和所述并网点电流分别通过Clark变换由三相静止坐标系转换到两相静止ɑβ坐标系下，得到ɑβ两相电压分量和ɑβ两相电流分量；将所述ɑβ两相电压分量和所述ɑβ两相电流分量通过预设的二阶广义积分器进行正序分量提取，得到对应的电压正序分量和电流正序分量；根据所述电压正序分量和电流正序分量构建电压观测器，通过所述电压观测器进行观测得到电网正序电压；根据所述电网正序电压进行锁相环锁相。以此保证系统运行的稳定性。

技术研发人员：叶荣,严通煜,林毅,吴威,唐雨晨,黎萌
受保护的技术使用者：国网福建省电力有限公司经济技术研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/2/19