一種數(shù)字化的電網(wǎng)相位和頻率檢測裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于電力電子技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種數(shù)字化的電網(wǎng)相位和頻率檢測
目.0
【背景技術(shù)】
[0002]各種分布式發(fā)電設(shè)備均要實(shí)現(xiàn)輸出電流相位與公共電網(wǎng)電壓同步，即可以從公共電網(wǎng)電壓提取同步信號，才能夠以單位功率因數(shù)向公共電網(wǎng)輸出電能。因此，要使分布式并網(wǎng)逆變器輸出電流能夠很好地對電網(wǎng)電壓進(jìn)行跟蹤同步，相位和頻率檢測是一個(gè)關(guān)鍵的環(huán)節(jié)?，F(xiàn)有的相位和頻率檢測裝置是通過對電網(wǎng)電壓進(jìn)行采樣，然后利用采樣值在同步坐標(biāo)系(SFR-Synchronus Reference Frame)上估算出瞬時(shí)電網(wǎng)電壓相位。上述裝置在電網(wǎng)電壓無諧波污染的情況能獲得較高的精度，然而在實(shí)際系統(tǒng)中，電網(wǎng)諧波污染所帶來的問題相當(dāng)嚴(yán)重。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型所要解決的是現(xiàn)有相位和頻率檢測裝置對電網(wǎng)諧波污染的容忍度較差的問題，提供一種數(shù)字化的電網(wǎng)相位和頻率檢測裝置。
[0004]為解決上述問題，本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0005]一種數(shù)字化的電網(wǎng)相位和頻率檢測裝置，包括檢測裝置，所述檢測裝置由采樣模塊、過零檢測模塊、濾波器和數(shù)字鎖相環(huán)模塊構(gòu)成；采樣模塊的輸入端與電網(wǎng)相連，采樣模塊的輸出端分為兩路，一路經(jīng)濾波器與數(shù)字鎖相環(huán)模塊相連，一路經(jīng)過零檢測模塊與數(shù)字鎖相環(huán)模塊相連，數(shù)字鎖相環(huán)模塊的輸出端連接跟蹤同步控制模塊。
[0006]上述方案中，所述濾波器為4個(gè)二階數(shù)字陷波器和一個(gè)積分模塊構(gòu)成抑制諧波污染信號的濾波器。
[0007]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型是以過零檢測模塊、濾波器和數(shù)字鎖相環(huán)模塊為核心構(gòu)建的相位和頻率檢測裝置，其中過零檢測模塊對電網(wǎng)采集信號進(jìn)行過零檢測后獲得硬件過零信號，濾波器對電網(wǎng)采集信號濾除諧波污染后獲得電網(wǎng)電壓信號，由數(shù)字鎖相環(huán)將硬件過零信號與電網(wǎng)電壓信號進(jìn)行綜合，最終輸出相位信息和頻率信息。本實(shí)用新型通過過零檢測模塊與濾波器相配合，將檢測過程中的諧波污染信號濾除，且裝置具有很大的相位裕量，屬于閉環(huán)穩(wěn)定系統(tǒng)。
【附圖說明】
[0008]圖1是一種數(shù)字化的電網(wǎng)相位和頻率檢測裝置的原理框圖。
[0009]圖2是濾波器的傳遞函數(shù)G (Z)的波特圖。
【具體實(shí)施方式】
[0010]如圖1的一種數(shù)字化的電網(wǎng)相位和頻率檢測裝置，主要由采樣模塊、過零檢測模塊、濾波器和數(shù)字鎖相環(huán)模塊構(gòu)成。采樣模塊的輸入端與電網(wǎng)相連，采樣模塊的輸出端分為兩路，一路經(jīng)濾波器與數(shù)字鎖相環(huán)模塊相連，一路經(jīng)過零檢測模塊與數(shù)字鎖相環(huán)模塊相連，數(shù)字鎖相環(huán)模塊的輸出端連接跟蹤同步控制模塊。所述濾波器G(Z)和數(shù)字鎖相環(huán)模塊是在數(shù)字處理單元里面實(shí)現(xiàn)的。濾波器G(Z)是濾除諧波污染信號的濾波器。數(shù)字鎖相環(huán)模塊的輸入包括濾波后的電網(wǎng)電壓信號u-和硬件過零信號S zco
[0011]采樣模塊從電網(wǎng)的交流母線采集信號得到Unrt，輸送到過零檢測模塊和數(shù)字處理單元，經(jīng)過數(shù)字處理單元內(nèi)的濾波器G(Z)處理后輸出信號ugf。從過零檢測模塊輸出過零信號Sz。，過零信號Sz。和濾波器G (z)處理后輸出信號u gf同時(shí)作為輸入信號輸送到數(shù)字處理單元內(nèi)數(shù)字鎖相環(huán)模塊進(jìn)行處理，獲得頻率和相位數(shù)據(jù)。
[0012]工作原理:在實(shí)際電網(wǎng)中，最主要的諧波污染信號是5、7、11及13次諧波信號，因此可以通過一種選擇機(jī)制，將主要的諧波污染信號濾除。選擇4個(gè)二階數(shù)字陷波器Gn(Z) (η=1，2，3，4)和一個(gè)積分模塊INTEGRATOR(ζ)構(gòu)成抑制諧波污染信號的濾波器G(z)。電網(wǎng)信號Unrt經(jīng)數(shù)字濾波后，得到信號u gf，由數(shù)字鎖相環(huán)將信號與硬件過零檢測模塊輸出信號進(jìn)行綜合，最終輸出相位信息q。和頻率信息f。。濾波器G(Z)的濾波效果如圖2所示。由圖可知，5、7、11及13次諧波信號的增益都在_30dB以下，即主要的諧波污染信號已經(jīng)被濾除，且系統(tǒng)具有很大的相位裕量，是閉環(huán)穩(wěn)定系統(tǒng)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種數(shù)字化的電網(wǎng)相位和頻率檢測裝置，包括檢測裝置，其特征在于:所述檢測裝置由采樣模塊、過零檢測模塊、濾波器和數(shù)字鎖相環(huán)模塊構(gòu)成；采樣模塊的輸入端與電網(wǎng)相連，采樣模塊的輸出端分為兩路，一路經(jīng)濾波器與數(shù)字鎖相環(huán)模塊相連，一路經(jīng)過零檢測模塊與數(shù)字鎖相環(huán)模塊相連，數(shù)字鎖相環(huán)模塊的輸出端連接跟蹤同步控制模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)字化的電網(wǎng)相位和頻率檢測裝置，其特征在于:所述濾波器為4個(gè)二階數(shù)字陷波器和一個(gè)積分模塊構(gòu)成抑制諧波污染信號的濾波器。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開一種數(shù)字化的電網(wǎng)相位和頻率檢測裝置，包括檢測裝置，所述檢測裝置由采樣模塊、過零檢測模塊、濾波器和數(shù)字鎖相環(huán)模塊構(gòu)成；采樣模塊的輸入端與電網(wǎng)相連，采樣模塊的輸出端分為兩路，一路經(jīng)濾波器與數(shù)字鎖相環(huán)模塊相連，一路經(jīng)過零檢測模塊與數(shù)字鎖相環(huán)模塊相連，數(shù)字鎖相環(huán)模塊的輸出端連接跟蹤同步控制模塊。本實(shí)用新型通過過零檢測模塊與濾波器相配合，將檢測過程中的諧波污染信號濾除，且裝置具有很大的相位裕量，屬于閉環(huán)穩(wěn)定系統(tǒng)。
【IPC分類】G01R25-00, G01R23-02
【公開號】CN204389588
【申請?zhí)枴緾N201520090427
【發(fā)明人】龍吟, 廖志賢
【申請人】廣西師范大學(xué)
【公開日】2015年6月10日
【申請日】2015年2月9日