一种锁相装置、方法及锁相控制系统制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种锁相装置、方法及锁相控制系统。锁相装置包括滞环模块，滞环模块用于确定电网信号的第一过零点和第二过零点，并根据第一过零点和第二过零点输出电网信号对应的方波信号；捕获模块，捕获模块用于根据方波信号确定电网信号对应的第一频率和第一相位；锁相模块，锁相模块用于根据电网信号输出电网信号对应的第二频率和第二相位；容错模块，容错模块用于在第一频率和预设频率的差值在预设差值范围内时，确定第一频率为电网信号的电网频率，第一相位为电网信号的电网相位，在差值超过预设差值范围时，确定第二频率为电网频率，第二相位为电网相位。本发明专利技术的技术方案达到了减小锁相误差，提高锁相的准确度的效果。提高锁相的准确度的效果。提高锁相的准确度的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种锁相装置、方法及锁相控制系统


[0001]本专利技术涉及电力系统
，尤其涉及一种锁相装置、方法及锁相控制系统。

技术介绍

[0002]近年来，随着能源危机和环境的日益加剧，太阳能作为清洁可再生能源得到迅猛发展。
[0003]光伏发电系统常用于解决偏远地区的供电需求，而偏远地区、海岛等电网末端的电网通常相对较小负载设计，表现为弱电网特性。弱电网电压畸变容易使光伏逆变器锁相环输出偏差甚至失效，因此弱电网下的电网同步方法至关重要。
[0004]目前电网同步一般采用硬件过零检测锁相方法，硬件过零检测锁相方法对外部的信号干扰敏感，滞环比较容易出现抖动，往往采用较强的滤波环节对信号进行滤波，造成延时，容易造成锁相的值偏离实际的值，使得锁相误差较大。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供了一种锁相装置、方法及锁相控制系统，以实现减小锁相误差，提高锁相的准确度。
[0006]根据本专利技术的一方面，提供了一种锁相装置，该锁相装置包括：
[0007]滞环模块，所述滞环模块的第一端用于输入电网信号，所述滞环模块的第二端用于输入第一阈值电压，所述滞环模块的第三端用于输入电网信号，所述滞环模块的第四端用于输入第二阈值电压，所述滞环模块用于根据所述电网信号和所述第一阈值电压确定所述电网信号的第一过零点，根据所述电网信号和所述第二阈值电压确定所述电网信号的第二过零点，并根据所述第一过零点和所述第二过零点输出所述电网信号对应的方波信号；
[0008]捕获模块，所述捕获模块的第一端与所述滞环模块的第五端连接，所述捕获模块用于根据所述方波信号确定所述电网信号对应的第一频率和第一相位；
[0009]锁相模块，所述锁相模块的第一端用于输入所述电网信号，所述锁相模块用于根据所述电网信号输出所述电网信号对应的第二频率和第二相位；
[0010]容错模块，所述容错模块的第一端与所述捕获模块的第二端连接，所述容错模块的第二端与所述锁相模块的第二端连接，所述容错模块用于在所述第一频率和预设频率的差值在预设差值范围内时，确定所述第一频率为所述电网信号的电网频率，所述第一相位为所述电网信号的电网相位，在所述差值超过所述预设差值范围时，确定所述第二频率为所述电网频率，所述第二相位为所述电网相位。
[0011]可选地，所述滞环模块包括第一比较器和第二比较器；
[0012]所述第一比较器的第一端为所述滞环模块的第一端，所述第一比较器的第二端为所述滞环模块的第二端，所述第一比较器用于根据所述电网信号和所述第一阈值电压确定所述电网信号的第一过零点，并根据所述第一过零点输出所述方波信号对应的第一电平信号；
[0013]所述第二比较器的第一端为所述滞环模块的第三端，所述第二比较器的第二端为所述滞环模块的第四端，所述第二比较器用于根据所述电网信号和所述第二阈值电压确定所述电网信号的第二过零点，并根据所述第二过零点输出所述方波信号对应的第二电平信号。
[0014]可选地，所述锁相模块的第三端与所述捕获模块的第二端连接，所述锁相模块用于根据所述第一频率和所述电网信号输出所述电网信号对应的第二频率和第二相位。
[0015]可选地，所述锁相模块包括正交信号构造单元、坐标变换单元、频率识别单元和相位识别单元；
[0016]所述正交信号构造单元的第一端用于输入电网信号，所述正交信号构造单元的第二端与所述捕获模块的第二端连接，所述正交信号构造单元用于根据所述电网信号和所述第一频率输出正交信号；
[0017]所述坐标变换单元的第一端与所述正交信号构造单元的第三端连接，所述坐标变换单元用于将所述正交信号转换为旋转坐标信号；
[0018]所述频率识别单元的第一端与所述坐标变换单元的第二端连接，所述频率识别单元用于根据所述旋转坐标信号输出所述第二频率；
[0019]所述相位识别单元的第一端与所述频率识别单元的第二端连接，所述相位识别单元的第二端为所述锁相模块的第二端，所述相位识别单元的第二端还与所述坐标变换单元的第三端连接，所述相位识别单元用于根据所述第二频率确定所述第二相位。
[0020]可选地，所述频率识别单元包括PID调节器；
[0021]所述相位识别单元包括积分器。
[0022]可选地，锁相装置还包括信号采集模块；
[0023]所述信号采集模块的第一端用于输入所述电网信号，所述信号采集模块的第二端与所述滞环模块的第一端和第三端连接，所述信号采集模块用于采集所述电网信号。
[0024]可选地，锁相装置还包括信号调理模块；
[0025]所述信号采集模块的第二端用过所述信号调理模块与所述滞环模块的第一端和第三端连接。
[0026]根据本专利技术的另一方面，提供了一种锁相控制系统，该锁相控制系统包括第一方面任意所述的锁相装置，还包括逆变器；
[0027]所述锁相装置包括：滞环模块、捕获模块、锁相模块和容错模块；
[0028]所述滞环模块的第一端用于输入电网信号，所述滞环模块的第二端用于输入第一阈值电压，所述滞环模块的第三端用于输入电网信号，所述滞环模块的第四端用于输入第二阈值电压，所述滞环模块用于根据所述电网信号和所述第一阈值电压确定所述电网信号的第一过零点，根据所述电网信号和所述第二阈值电压确定所述电网信号的第二过零点，并根据所述第一过零点和所述第二过零点输出所述电网信号对应的方波信号；
[0029]所述捕获模块的第一端与所述滞环模块的第五端连接，所述捕获模块用于根据所述方波信号确定所述电网信号对应的第一频率和第一相位；
[0030]所述锁相模块的第一端用于输入所述电网信号，所述锁相模块用于根据所述电网信号输出所述电网信号对应的第二频率和第二相位；
[0031]所述容错模块的第一端与所述捕获模块的第二端连接，所述容错模块的第二端与
所述锁相模块的第二端连接，所述容错模块用于在所述第一频率和预设频率的差值在预设差值范围内时，确定所述第一频率为所述电网信号的电网频率，所述第一相位为所述电网信号的电网相位，在所述差值超过所述预设差值范围时，确定所述第二频率为所述电网频率，所述第二相位为所述电网相位；
[0032]所述逆变器的控制端与所述容错模块的第三端连接，所述逆变器用于根据所述电网频率和所述电网相位输出下一电网信号。
[0033]根据本专利技术的另一方面，提供了一种锁相方法，该锁相方法包括：
[0034]滞环模块根据电网信号和第一阈值电压确定所述电网信号的第一过零点，根据所述电网信号和第二阈值电压确定所述电网信号的第二过零点，并根据所述第一过零点和所述第二过零点输出所述电网信号对应的方波信号；
[0035]捕获模块根据所述方波信号确定所述电网信号对应的第一频率和第一相位；
[0036]锁相模块根据所述电网信号输出所述电网信号对应的第二频率和第二相位；
[0037]容错模块在所述第一频率和预设频率的差值在预设差值范围内时，确定所述第一频率为所述电网信号的电网本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锁相装置，其特征在于，包括：滞环模块，所述滞环模块的第一端用于输入电网信号，所述滞环模块的第二端用于输入第一阈值电压，所述滞环模块的第三端用于输入电网信号，所述滞环模块的第四端用于输入第二阈值电压，所述滞环模块用于根据所述电网信号和所述第一阈值电压确定所述电网信号的第一过零点，根据所述电网信号和所述第二阈值电压确定所述电网信号的第二过零点，并根据所述第一过零点和所述第二过零点输出所述电网信号对应的方波信号；捕获模块，所述捕获模块的第一端与所述滞环模块的第五端连接，所述捕获模块用于根据所述方波信号确定所述电网信号对应的第一频率和第一相位；锁相模块，所述锁相模块的第一端用于输入所述电网信号，所述锁相模块用于根据所述电网信号输出所述电网信号对应的第二频率和第二相位；容错模块，所述容错模块的第一端与所述捕获模块的第二端连接，所述容错模块的第二端与所述锁相模块的第二端连接，所述容错模块用于在所述第一频率和预设频率的差值在预设差值范围内时，确定所述第一频率为所述电网信号的电网频率，所述第一相位为所述电网信号的电网相位，在所述差值超过所述预设差值范围时，确定所述第二频率为所述电网频率，所述第二相位为所述电网相位。2.根据权利要求1所述的锁相装置，其特征在于，所述滞环模块包括第一比较器和第二比较器；所述第一比较器的第一端为所述滞环模块的第一端，所述第一比较器的第二端为所述滞环模块的第二端，所述第一比较器用于根据所述电网信号和所述第一阈值电压确定所述电网信号的第一过零点，并根据所述第一过零点输出所述方波信号对应的第一电平信号；所述第二比较器的第一端为所述滞环模块的第三端，所述第二比较器的第二端为所述滞环模块的第四端，所述第二比较器用于根据所述电网信号和所述第二阈值电压确定所述电网信号的第二过零点，并根据所述第二过零点输出所述方波信号对应的第二电平信号。3.根据权利要求1所述的锁相装置，其特征在于，所述锁相模块的第三端与所述捕获模块的第二端连接，所述锁相模块用于根据所述第一频率和所述电网信号输出所述电网信号对应的第二频率和第二相位。4.根据权利要求3所述的锁相装置，其特征在于，所述锁相模块包括正交信号构造单元、坐标变换单元、频率识别单元和相位识别单元；所述正交信号构造单元的第一端用于输入电网信号，所述正交信号构造单元的第二端与所述捕获模块的第二端连接，所述正交信号构造单元用于根据所述电网信号和所述第一频率输出正交信号；所述坐标变换单元的第一端与所述正交信号构造单元的第三端连接，所述坐标变换单元用于将所述正交信号转换为旋转坐标信号；所述频率识别单元的第一端与所述坐标变换单元的第二端连接，所述频率识别单元用于根据所述旋转坐标信号输出所述第二频率；所述相位识别单元的第一端与所述频率识别单元的第二端连接，所述相位识别单元的第二端为所述锁相模块的第二端，所述相位识别单元的第二端还与所述坐标变换单元的第三端连接，所述相位识别单元用于根据所述第二频率确定所述第二相位。5.根据权利要求4所述的锁相装置，其特征在于，所述频率识别单元包括PID调节器；
所述相位识别单元包括积分器。6.根据权利要求1所述的锁相装置，其特征在于，还包括信号采集模块；所述信号采集模块的第一端用于输入...

【专利技术属性】
技术研发人员：漆良波，孙本新，
申请(专利权)人：北京汇能精电科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：