一种数字化的电网相位和频率检测装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于电力电子技术领域，具体涉及一种数字化的电网相位和频率检测
目.0
【背景技术】
[0002]各种分布式发电设备均要实现输出电流相位与公共电网电压同步，即可以从公共电网电压提取同步信号，才能够以单位功率因数向公共电网输出电能。因此，要使分布式并网逆变器输出电流能够很好地对电网电压进行跟踪同步，相位和频率检测是一个关键的环节。现有的相位和频率检测装置是通过对电网电压进行采样，然后利用采样值在同步坐标系(SFR-Synchronus Reference Frame)上估算出瞬时电网电压相位。上述装置在电网电压无谐波污染的情况能获得较高的精度，然而在实际系统中，电网谐波污染所带来的问题相当严重。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型所要解决的是现有相位和频率检测装置对电网谐波污染的容忍度较差的问题，提供一种数字化的电网相位和频率检测装置。
[0004]为解决上述问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的:
[0005]一种数字化的电网相位和频率检测装置，包括检测装置，所述检测装置由采样模块、过零检测模块、滤波器和数字锁相环模块构成；采样模块的输入端与电网相连，采样模块的输出端分为两路，一路经滤波器与数字锁相环模块相连，一路经过零检测模块与数字锁相环模块相连，数字锁相环模块的输出端连接跟踪同步控制模块。
[0006]上述方案中，所述滤波器为4个二阶数字陷波器和一个积分模块构成抑制谐波污染信号的滤波器。
[0007]与现有技术相比，本实用新型是以过零检测模块、滤波器和数字锁相环模块为核心构建的相位和频率检测装置，其中过零检测模块对电网采集信号进行过零检测后获得硬件过零信号，滤波器对电网采集信号滤除谐波污染后获得电网电压信号，由数字锁相环将硬件过零信号与电网电压信号进行综合，最终输出相位信息和频率信息。本实用新型通过过零检测模块与滤波器相配合，将检测过程中的谐波污染信号滤除，且装置具有很大的相位裕量，属于闭环稳定系统。
【附图说明】
[0008]图1是一种数字化的电网相位和频率检测装置的原理框图。
[0009]图2是滤波器的传递函数G (Z)的波特图。
【具体实施方式】
[0010]如图1的一种数字化的电网相位和频率检测装置，主要由采样模块、过零检测模块、滤波器和数字锁相环模块构成。采样模块的输入端与电网相连，采样模块的输出端分为两路，一路经滤波器与数字锁相环模块相连，一路经过零检测模块与数字锁相环模块相连，数字锁相环模块的输出端连接跟踪同步控制模块。所述滤波器G(Z)和数字锁相环模块是在数字处理单元里面实现的。滤波器G(Z)是滤除谐波污染信号的滤波器。数字锁相环模块的输入包括滤波后的电网电压信号u-和硬件过零信号S zco
[0011]采样模块从电网的交流母线采集信号得到Unrt，输送到过零检测模块和数字处理单元，经过数字处理单元内的滤波器G(Z)处理后输出信号ugf。从过零检测模块输出过零信号Sz。，过零信号Sz。和滤波器G (z)处理后输出信号u gf同时作为输入信号输送到数字处理单元内数字锁相环模块进行处理，获得频率和相位数据。
[0012]工作原理:在实际电网中，最主要的谐波污染信号是5、7、11及13次谐波信号，因此可以通过一种选择机制，将主要的谐波污染信号滤除。选择4个二阶数字陷波器Gn(Z) (η=1，2，3，4)和一个积分模块INTEGRATOR(ζ)构成抑制谐波污染信号的滤波器G(z)。电网信号Unrt经数字滤波后，得到信号u gf，由数字锁相环将信号与硬件过零检测模块输出信号进行综合，最终输出相位信息q。和频率信息f。。滤波器G(Z)的滤波效果如图2所示。由图可知，5、7、11及13次谐波信号的增益都在_30dB以下，即主要的谐波污染信号已经被滤除，且系统具有很大的相位裕量，是闭环稳定系统。
【主权项】
1.一种数字化的电网相位和频率检测装置，包括检测装置，其特征在于:所述检测装置由采样模块、过零检测模块、滤波器和数字锁相环模块构成；采样模块的输入端与电网相连，采样模块的输出端分为两路，一路经滤波器与数字锁相环模块相连，一路经过零检测模块与数字锁相环模块相连，数字锁相环模块的输出端连接跟踪同步控制模块。
2.根据权利要求1所述的一种数字化的电网相位和频率检测装置，其特征在于:所述滤波器为4个二阶数字陷波器和一个积分模块构成抑制谐波污染信号的滤波器。
【专利摘要】本实用新型公开一种数字化的电网相位和频率检测装置，包括检测装置，所述检测装置由采样模块、过零检测模块、滤波器和数字锁相环模块构成；采样模块的输入端与电网相连，采样模块的输出端分为两路，一路经滤波器与数字锁相环模块相连，一路经过零检测模块与数字锁相环模块相连，数字锁相环模块的输出端连接跟踪同步控制模块。本实用新型通过过零检测模块与滤波器相配合，将检测过程中的谐波污染信号滤除，且装置具有很大的相位裕量，属于闭环稳定系统。
【IPC分类】G01R25-00, G01R23-02
【公开号】CN204389588
【申请号】CN201520090427
【发明人】龙吟, 廖志贤
【申请人】广西师范大学
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2015年2月9日