一种用于能量转换系统的电网锁相方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于能量转换系统的电网锁相方法，其特征在于：所述的电网锁相方法为DSP控制单元经过AD采样获得能量转换系统的电压电流信息，经过Clark变换获得αβ坐标系下的输入信号，再经过dq变换获得dq轴分量，取d轴方向与三相电压矢量方向相同，对q轴输出进行PI调节，以PI调节的输出进行频率修正，锁相后得到的d轴角度，即三相电压矢量方向的相位角。由于采用上述的结构，本发明采用软件设计方法，修改调试简单，不需要修改硬件电路，节约了成本。采用闭环控制，稳定性高，锁相跟踪速度快。不会受到PCS系统中电压电流的谐波干扰，抗干扰性强。
【专利说明】—种用于能量转换系统的电网锁相方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及能量转换系统，特别涉及一种用于能量转换系统的电网锁相方法。
【背景技术】
[0002]现有的能量转换系统(PCS)系统通常采用数字锁相环，模拟锁相环以及混合锁相环的方法获取电网频率以及相位信息。这些技术都采用硬件技术，但是由于硬件电路受到元器件的限制，存在很多难以克服的问题，比如器件饱和、零点漂移、需要初始化校准等，这些方法都使用过零比较方法，而实际PCS系统中电压电流中还存在谐波干扰，使得结果存在较大误差。
[0003]针对上述问题，提供一种新型的方法，能够准确而又快速地获得三相电网电压的相位角信息，保证整个PCS系统具有良好的稳态和动态性能是现有技术需要解决的问题。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是，提供一种用于能量转换系统的电网锁相方法，准确而又快速地获得三相电网电压的相位角信息。
[0005]为达到上述目的，本发明的技术方案是，一种用于能量转换系统的电网锁相方法，其特征在于:所述的电网锁相方法为DSP控制单元经过AD采样获得能量转换系统的电压电流信息，经过Clark变换获得α β坐标系下的输入信号，再经过dq变换获得dq轴分量，取d轴方向与三相电压矢量方向相同，对q轴输出进行PI调节，以PI调节的输出进行频率修正，锁相后得到的d轴角度，即三相电压矢量方向的相位角。
[0006]所述的DSP控制单元同时以电网电压标准信号为基准与电流经过DSP计算得到IGBT驱动信号。
[0007]所述的电网锁相方法在每次DSP电压AD采样完成后，进入AD中断阶段，计算出电网相位角。
[0008]所述的DSP控制单元的控制芯片型号为TMS320F28335。
[0009]一种用于能量转换系统的电网锁相方法，由于采用上述的结构，本发明采用软件设计方法，修改调试简单，不需要修改硬件电路，节约了成本。采用闭环控制，稳定性高，锁相跟踪速度快。不会受到PCS系统中电压电流的谐波干扰，抗干扰性强。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明；
[0011]图1为本发明一种用于能量转换系统的电网锁相方法的原理图；
[0012]图2为本发明一种用于能量转换系统的电网锁相方法的硬件结构框架图；
[0013]图3为本发明一种用于能量转换系统的电网锁相方法的坐标变换系统图；
[0014]图4为本发明一种用于能量转换系统的电网锁相方法的锁相软件算法流程图。【具体实施方式】
[0015]本发明完全由软件来实现对能量转换系统的电网锁相。算法的改变只需要修改软件，不需要修改硬件电路，节约了成本。随着微型处理器的快速发展，微型芯片的计算处理能力的大大增强，软件锁相工作频率上限不高的缺点已经不再存在，软件锁相的优势将越发显现。
[0016]具体的如图1-4所示，本发明为DSP控制单元经过AD采样获得能量转换系统的电压电流信息，经过Clark变换获得α β坐标系下的输入信号，再经过dq变换获得dq轴分量，取d轴方向与三相电压矢量方向相同，对q轴输出进行PI调节，以PI调节的输出进行频率修正，锁相后得到的d轴角度，即三相电压矢量方向的相位角。
[0017]DSP控制单元同时以电网电压标准信号为基准与电流经过DSP计算得到IGBT驱动信号，实现PCS变流器的能量双向流动。
[0018]DSP控制单元的控制芯片型号为TMS320F28335，主频达150MHz，能够快速实时地实现各种数字信号信息的采集和处理，完成各种数字控制算法的计算。
[0019]图4为锁相软件算法流程图，每次DSP电压AD采样完成，进入AD中断，执行图4所示算法流程，获得电网相位角，该相位角信息用于PCS系统变流器的整流逆变算法。
[0020]上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明技术方案进行的各种改进，或未经改进直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种用于能量转换系统的电网锁相方法，其特征在于:所述的电网锁相方法为DSP控制单元经过AD采样获得能量转换系统的电压电流信息，经过Clark变换获得α β坐标系下的输入信号，再经过dq变换获得dq轴分量,取d轴方向与三相电压矢量方向相同，对q轴输出进行PI调节，以PI调节的输出进行频率修正，锁相后得到的d轴角度，即三相电压矢量方向的相位角。
2.根据权利要求1所述的一种用于能量转换系统的电网锁相方法，其特征在于:所述的DSP控制单元同时以电网电压标准信号为基准与电流经过DSP计算得到IGBT驱动信号。
3.根据权利要求1所述的一种用于能量转换系统的电网锁相方法，其特征在于:所述的电网锁相方法在每次DSP电压AD采样完成后，进入AD中断阶段，计算出电网相位角。
4.根据权利要求1所述的一种用于能量转换系统的电网锁相方法，其特征在于:所述的DSP控制单元的控制 芯片型号为TMS320F28335。
【文档编号】H02J3/00GK104022502SQ201410253250
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2014年6月9日 优先权日:2014年6月9日
【发明者】王海松, 姜广宇, 叶程广, 罗天意, 王 琦, 丁卓禹, 金涛, 郭成坤 申请人:安徽赛瑞储能设备有限公司