用于估算角频率的方法和装置制造方法及图纸

一种用于估算角频率的方法和装置。所述方法用于估算测量的三相电压(vαβ)的基频分量的正序和频率，包括以下步骤：测量三相电压(vαβ)，根据测量的三相电压(vαβ)与计算出的基频电压分量的估值()之间的误差()以及根据基频电压分量的角频率的估值()，计算基频电压分量()的估值以及基频电压的正序分量和负序分量之间的差值()的估值，其中，根据估算出的差值()以及根据测量的三相电压与计算出的基频分量的估值之间的误差()，计算基频电压分量的角频率的估值()。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于估算角频率和重构三相基准信号的正序分量的方法和装置。更具体而言，本专利技术涉及估算三相电压的基频分量。
技术介绍
一些应用需要从可能经受严重不均衡和高谐波失真的基准信号估算基频角频率以及提取纯净均衡三相正弦信号(即，基频正序分量)。例如，这就是与以下三相电网连接系统的同步有关的情况诸如，电力调节设备、柔性交流输电系统(FACTS) -、电力线调节器、再生驱动器、不间断电源(UPS) W]_、用于替代能源的电网连接逆变器以及其它分布式发电和存储系统。用于频率不敏感正序检测的最广泛技术是基于同步基准帧的常规三相锁相环 (PLL) (SRF-PLL) W]，也可参见来完整了解常规方案。已基于此常规方案-公开了不同的方案。如同许多其它方案一样，SRF-PLL在线性化假设中接续，因此，只能局部地保证结果。在理想实用条件下，即，没有谐波失真或不均衡，SRF-PLL的相对较高带宽反馈环产生基准信号的幅度和相角的快速和精确检测。然而，基于SRF-PLL途径的方案中的大多数方案对于谐波失真非常敏感_。在基准信号因低阶谐波(即，接近基频的谐波)失真的情形中，可以减小SRF-PLL 反馈环的带宽以抵抗和消除掉这些谐波对输出的作用。然而，由于响应速度也显著减小，所以PLL带宽减小并非可接受的解决方案。应该注意，估算此基频分量的问题在不均衡信号的情形中变得更加有挑战性、。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供方法和装置以克服以上问题。本专利技术的目的是通过独立权利要求中叙述的内容表征的方法和装置实现的。从属权利要求中公开了本专利技术的优选实施例。本专利技术基于使用用于估算三相信号的正序分量的估算器的思想，以及进一步地， 用以重构基频以使得可以形成与三相信号对应的净信号的自适应法则。该方法的优点是即使在信号不均衡和失真的情况下也准确地产生基频分量的角频率的估值。优选实施例的优点是即使在信号高度失真的情况下也准确地产生频率估值。相比于和中的方案，实施例还包括用以处理基准信号中呈现的谐波失真的谐波补偿机制。此外，本PLL不需要如大多数PLL方案中一样把变量变换成同步基准帧坐标。如 中一样，本PLL方案只需要把测量的基准信号变换为固定帧坐标中的表示。本PLL的设计基于由低阶谐波(也可能是不均衡的)引起失真的不均衡基准信号的更完整和通用的模型描述。本PLL中的同步处理基于基频的检测。、和中，以及最近在中也记载了使用频率检测用于电网同步应用的思想。在其它常规PLL方案中，同步基于相角的检测。因此，本专利技术的PLL旨在在不均衡条件、凹陷、凸出和角频率变化等等下正确地执行，从而提供快速和精确响应。此外，由于根据实施例为方案提供了显式的谐波补偿机制 (UHCM)，所以能够减轻低次谐波失真对基频的估算以及对基准信号的基频分量的正序的影响。附图说明以下，将参照附图通过优选实施例更详细地描述本专利技术，其中图1是本专利技术实施例的方框图，图2是谐波补偿机制的方框图，图3、4和6示出了本专利技术实施例的瞬态响应，以及图5和7示出了现有技术方法的瞬态响应。具体实施例方式在本专利技术的实施例中，产生测量的基准信号的基频的估值。测量的基准信号通常是频率需要被检测的三相电压。在另一实施例中，还估算测量的基准信号的正序和负序。把本专利技术的方案称作UH-PLL，因为它涉及不均衡和谐波失真下的操作。UH-PLL包括用于测量的基准信号的基频分量的估算器(UH-AQSG)，用于基频的估算器(UH-FFE)，以及在一实施例中，正序和负序的生成器(PNSG)。为了处理基准信号中呈现的谐波失真，实施例还包括谐波补偿机制(UHCM)。图1中呈现了包括所有以上部件的所提出的UH-PLL的示意图。在此图中，所有粗线表示向量变量，而正常线表示标量变量。估算器UH-AQSG、UH-FFE和UHCM 的设计基于用于三相信号的相当通用的模型，接下来描述该模型以便更好地理解本专利技术。认为已经在固定帧(α β)坐标中描述了三相测量信号να0。为了包括谐波失真的作用，认为此信号包括基频分量加更高谐波分量的和。为了考虑不均衡情形，给出使用每个单个谐波分量的正序和负序对称分量的以下描述。权利要求1.一种用于估算测量的三相电压(Vae)的频率的方法，包括测量三相电压(Vae)的步骤，其特征在于以下步骤根据测量的三相电压(Vae)与计算出的基频电压分量的估值(、，0之间的误差(‘ )，以及所述基频电压分量的角频率的估值(^ )，计算所述基频电压分量的估值以及基频电压的正序分量和负序分量之间的差值(ΨαΡ))的估值，其中，根据估算出的差值(ΨαΡΛ) ’以及测量的所述三相电压与计算出的所述基频分量的估值之间的误差(7冲)，计算所述基频电压分量的角频率的估值(叙)。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，使用以下估算器来计算所述估值在该估算器中，所述基频电压的正序分量和负序分量之间的所述差值D与所述基频电压分量 (‘)是状态变量，以及使用自适应法则来重构所述角频率的估值。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括以下步骤 根据估算出的所述基频分量和所述差值(^οφΛ)来计算所述电压的所述基频分量的正序分量(V^1)，其中，所述基频分量的正序分量具有测量的三相电压(Vae)的频率。4.根据前述权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括以下步骤根据估算出的所述基频分量(。和所述差值(也/u)来计算所述电压的所述基频分量的负序分量(<^)，其中，所述基频分量的负序分量具有测量的三相电压(Vae)的频率。5.根据前述权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括以下步骤通过使用所述基频电压分量的计算出的估值与测量的三相电压(Vae)之间的误差(&々)，以及所述基频电压分量的角频率(Λ)的估值，估算测量的三相电压的选定谐波分量(‘力)，以及从测量的三相电压中减去估算出的所述选定分量(‘，A)以便消除测量信号的谐波失真的影响。6.一种用于估算测量的三相电压(Vae)的频率的装置，包括用于测量三相电压(Vae) 的装置，其特征在于所述装置进一步包括根据测量的三相电压(Vae)与计算出的基频电压分量的估值(^u)之间的误差 )，以及所述基频电压分量的角频率的估值(叙)，计算所述基频电压分量的估值以及基频电压的正序分量和负序分量之间的差值Hp么)的估值的装置，其中，根据估算出的差值(ψαβΛ),以及测量的所述三相电压与计算出的所述基频分量的估值之间的误差(1/0，计算所述基频电压分量的角频率的估值(成)。全文摘要一种用于估算角频率的方法和装置。所述方法用于估算测量的三相电压(vαβ)的基频分量的正序和频率，包括以下步骤测量三相电压(vαβ)，根据测量的三相电压(vαβ)与计算出的基频电压分量的估值()之间的误差()以及根据基频电压分量的角频率的估值()，计算基频电压分量()的估值以及基频电压的正序分量和负序分量之间的差值()的估值，其中，根据估算出的差值()以及根据测量的三相电压与计算出的基频分量的估值之间的误差()，计算基频电压分量的角频率的估值()。文档编号G01R23/02GK102207521SQ201110083518公开日2011年10月5日 申请日期2011年3本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种用于估算测量的三相电压（ｖαβ）的频率的方法，包括测量三相电压（ｖαβ）的步骤，其特征在于以下步骤：根据测量的三相电压（ｖαβ）与计算出的基频电压分量的估值（）之间的误差（），以及所述基频电压分量的角频率的估值（），计算所述基频电压分量（）的估值以及基频电压的正序分量和负序分量之间的差值（）的估值，其中，根据估算出的差值（），以及测量的所述三相电压与计算出的所述基频分量的估值之间的误差（），计算所述基频电压分量的角频率的估值（）。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：格拉尔多·埃斯科巴尔，安东尼奥·科恰，莱昂纳多奥古斯托·塞尔帕，萨米·彼得松，亚莱斯·德诺瓦埃斯，
申请(专利权)人：ABB研究有限公司，
类型：发明
国别省市：CH