[发明专利]一种并网变流器电压相位检测方法和系统

权利要求书

1.一种并网变流器电压相位检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1)将畸变且不平衡的电压瞬时值合成为电压矢量，建立转速和转向可调的虚拟同步坐标系，之后将电压矢量投影到虚拟同步坐标系上；

步骤2)从电压矢量e在虚拟旋转坐标系上的坐标中提取小于0.5Hz的低频分量，计算出正序基波电压相位；

步骤3)同步坐标系保持转向不变，调整转速，将电压矢量投影到同步坐标系，计算得到正序谐波次电压的相位；

步骤4)调整同步坐标系的转向，保持转速不变，将电压矢量投影到同步坐标系中，计算得到负序谐波次电压的相位。

2.根据权利要求1所述的并网变流器电压相位检测方法，其特征在于，步骤1)具体为：

步骤101)设畸变且不平衡的电压为：

步骤102)将畸变且不平衡的电压合成为电压矢量e，

步骤103)建立转速为ω′t+γ，转向为逆时针的虚拟同步坐标系，电压矢量e在静止的复平面坐标系上的坐标为：

步骤104)由于e与x轴的夹角为ω′t+γ-θ，其在虚拟同步坐标系上的坐标为：

其中，E为幅值，m为谐波次数，θ为初始相角；上标﹢表示正序，上标﹣表示负序；ω′为微电网规定的工频角速度，γ为随机变化的相角。

3.根据权利要求2所述的并网变流器电压相位检测方法，其特征在于，步骤2)具体为：

将e_R和e_I的值代入公式(4)得：

提取出正序基波电压在虚拟同步坐标系上的坐标为：

其中，ω－ω′为0～0.5Hz；

则正序基波电压的相角为：

4.根据权利要求2所述的并网变流器电压相位检测方法，其特征在于，步骤3)具体为：虚拟同步坐标系保持转向不变，转速调整为mω′t+γ，其中m表示谐波的次数，将电压矢量e投影到虚拟同步坐标系，计算出正序m次电压的相位；包括如下步骤：

步骤301)首先计算得到e在虚拟同步坐标系上的坐标为：

步骤302)提取出正序m次电压在虚拟同步坐标系上的坐标为：

步骤303)正序m次电压的相位为：

5.根据权利要求2所述的并网变流器电压相位检测方法，其特征在于，步骤4)具体为：虚拟同步坐标系的转向为顺时针，转速为mω′t+γ，其中m表示谐波的次数，将电压矢量e投影到虚拟同步坐标系，计算出负序m次电压的相位；具体包括如下步骤：

步骤401)首先计算得到e在虚拟同步坐标系上的坐标为：

步骤402)提取出负序m次电压在虚拟同步坐标系上的坐标为：

步骤403)负序m次电压的相位为：

6.一种并网变流器电压相位检测系统，其特征在于，包括：

电压测量值获取单元，用于获取畸变且不平衡的电压瞬时值；

坐标系建立单元，用于建立虚拟同步坐标系；

矢量投影单元，分别与电压测量值获取单元和坐标系建立单元相交互，用于将畸变且不平衡的电压瞬时值合成为电压矢量，并将电压矢量投影到虚拟同步坐标系上；

低频分量提取单元，用于提取小于0.5Hz的低频分量，并进一步计算出正序基波电压相位；

相位计算单元，分别与矢量投影单元和低频分量提取单元相交互，用于调整同步坐标系，并进一步计算得到谐波次电压的相位。

7.根据权利要求6所述的并网变流器电压相位检测系统，其特征在于，相位计算单元包括正序模块和负序模块；

正序模块用于使同步坐标系保持转向不变，调整转速，将电压矢量投影到同步坐标系，计算得到正序谐波次电压的相位；

负序模块用于调整同步坐标系的转向，保持转速不变，将电压矢量投影到同步坐标系中，计算得到负序谐波次电压的相位。

8.根据权利要求6所述的并网变流器电压相位检测系统，其特征在于，低频分量提取单元具体通过低通滤波器进行。