[发明专利]基于双d-q锁相环的不对称电网负序电压相位补偿方法

说明书

本发明适用于逆变器控制技术领域，提供了基于双d‑q锁相环的不对称电网负序电压相位补偿方法与逆变器，方法包括：对三相电网电压进行转换，得到d‑q轴两相旋转坐标系中的d‑q轴分量；根据d‑q轴分量进行解耦，得到解耦后的d‑q轴分量，解耦后的d‑q轴分量包括解耦后正序电压分量与解耦后负序电压分量；根据d‑q轴上解耦后负序电压分量，计算双d‑q锁相环在d轴上的解耦后负序电压分量与实际负序电压矢量之间的相位差的正余弦值；根据相位差的正余弦值和负序电压相位的正余弦值，计算实际负序电压矢量的补偿相位。本申请能够对不对称电网下的负序电压相位进行补偿，提高光伏并网逆变器在不对称电网下低压穿越的无功补偿能力。

技术领域

本发明属于逆变器控制技术领域，尤其涉及基于双d-q锁相环的不对称电网负序电压相位补偿方法。

背景技术

光伏并网逆变器能够稳定并网和进行功率传输的前提是逆变器能够快速准确地检测出三相电网电压的基频、初始相位以及正、负序分量等相关信息，使逆变器系统有效避免三相电压发生突变造成的逆变侧过流以及母线电压波动等问题。而双d-q锁相环是一种软件锁相技术，不仅能在三相对称电网下实现精准锁相，在不对称电网下还能够进行正负序电压的有效解耦，跟踪电网的频率与相位。

在如今的光伏并网发电系统中，诸多国家的并网标准要求逆变器具备低压穿越功能，低压穿越功能要求系统能够快速响应电网电压变化，根据电网电压的变化量，进行无功电流补偿。而实现这一功能的前提在于逆变器能否准确快速地检测出所需要的电网电压的频率与相位信息。随着光伏并网发电系统的发展，诸多国家对光伏系统的要求越来越高，在不对称电网下的低压穿越，需要根据正负序电压的变化，分别发出正负序无功电流，补偿正负序电压的变化。

双d-q锁相环在进行正负序电压分量锁相时，默认正负序电压分量初始相位相同，在矢量空间中以相反的方向同速旋转。而实际上，在电网不对称故障中，正负序电压分量的初始相位不一定相同，会造成双d-q锁相环所得到负序电压相位不准确，导致光伏并网逆变器低压穿越的无功补偿能力低，负序无功电流的补偿量无法满足并网要求。

发明内容

本发明实施例提供基于双d-q锁相环的不对称电网负序电压相位补偿方法，旨在解决现有技术中在电网不对称故障中，正负序电压分量的初始相位不同时，造成双d-q锁相环所得到负序电压相位不准确，光伏并网逆变器低压穿越的无功补偿能力低的问题。

本发明实施例是这样实现的，提供基于双d-q锁相环的不对称电网负序电压相位补偿方法，包括步骤：

根据采样得到的三相电网电压进行转换，得到d-q轴两相旋转坐标系中的d-q轴分量，其中，所述d-q轴分量包括正序电压分量与负序电压分量；

在电网电压不平衡条件下，根据所述d-q轴分量进行解耦，得到解耦后的d-q轴分量，所述解耦后的d-q轴分量包括解耦后正序电压分量与解耦后负序电压分量；

根据d-q轴上所述解耦后负序电压分量，计算所述双d-q锁相环在d轴上的所述解耦后负序电压分量与实际负序电压矢量之间的相位差的正余弦值；

根据所述相位差的正余弦值和负序电压相位的正余弦值，计算所述实际负序电压矢量的补偿相位。

更进一步地，所述根据采样得到的三相电网电压进行转换，得到d-q轴两相旋转坐标系中的d-q轴分量，包括：

基于所述三相电网电压进行Clark变换，将三相静止坐标系转换至两相α-β静止坐标系，分别得到在α轴和β轴的电压分量；

基于所述α轴和β轴的电压分量，对正序电压以及负序电压的角度进行Park变换，得到所述d-q轴两相旋转坐标系上的所述正序电压分量与所述负序电压分量。

更进一步地，所述基于所述α轴和β轴的电压分量，对正序电压以及负序电压的角度进行Park变换，得到所述d-q轴两相旋转坐标系上的所述正序电压分量与所述负序电压分量，包括：