[发明专利]基于静止无功发生器的高精度单相数字锁相环的控制方法

权利要求书

1.一种基于静止无功发生器的高精度单相数字锁相环的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)检测负荷电流瞬时值i_L(t)，电网电压为无畸变正弦波u_s(t)＝U_smsin(ωt)，则i_L(t)＝I_Lsin(ωt+θ)＝I_pAsin(ωt)+I_qcos(ωt)，目标电流i^*_c(t)＝i_L(t)-i_S(t)，

其中，θ为系统功率因数角，U_sm为电源电压，I_PA为有功电流幅值，I_q为负荷无功电流幅值，i^*_c(t)为目标电流，i_S(t)为电源电流；

(2)对直流侧电容电压U_dc进行周期平均值ΔU_dc，经数字锁相环节得到有功电流幅值：

IpA=(CUdcΔUdc+C(ΔUdc)22)(T2UsM)=(2UdcCTUsM)ΔUdc+(CTUsM)(ΔUdc)2;]]>

(3)将采样得到的负荷电流与θ的余弦值相乘在一个周期积分平均以提取基波无功电流分量：I_q＝I_Lcosθ；

(4)有功电流、无功电流、电源电流之和求取目标电流；

(5)实际输出电流与目标电流比较后通过滞环比较方式控制PWM变换器。

2.根据权利要求1所述的基于静止无功发生器的高精度单相数字锁相环的控制方法，其特征在于，系统功率因数角θ通过以下方法得到：

(1)利用三相电压获取相位信息时，采用相平衡单相数字锁相环进行锁相，U_sa为电压瞬时采样值，输入信号首先要与事先设定好的sin(t)、cos(t)数据池进行相乘：

Uin_sin(t)=U·sa*sin(t)]]>

Uin_cos(t)=U·sa*cos(t)]]>

其中是输入信号，sin(t)和cos(t)是事先就设计在算法中的数据池；然后通过一个周期时间窗，求得一个周期内的平均值，即：

Xc=Σ0NU·sa·sin(nt)]]>

Yc=Σ0NU·sa·cos(nt)]]>

其中周期T被平均分为N段，每一段的时间为t＝T/N，随后，得到电压相位角数值其中X_c、Y_c为瞬时数据与数据池相乘后的周期累加值；

(2)以相电流为单相锁相环的瞬时输入，可以得到电流的相位角，

Xi=Σ0NI·sa·sin(nt)]]>

Yi=Σ0NI·sa·cos(nt)]]>

(3)两个相位数值相减得到系统功率因数角：