1.一种基于跟踪微分器的单相电压锁相方法,其特征在于,包括:
步骤1:将待测电压信号u0以采样频率f进行离散采样;其中,u0(k)表示所述待测电压u0在当前采样周期内的采样值;
步骤2:以所述u0(k)为基准,通过跟踪微分器TD生成一组正交信号x1(k)和x2(k);
步骤3:设计校准参数Kα(k)和Kβ(k),并分别对信号x1(k)和x2(k)进行幅值矫正,从而得到一组标准正交信号uα(k)和uβ(k);
步骤4:初始化相位角θ0,结合θ0、标准正交信号uα(k)和uβ(k)进行αβ→dq坐标变换,得到旋转坐标系下的uq(k)信号,并通过低通滤波器,抑制uq(k)的噪声和谐波;
步骤5:经过噪声和谐波抑制处理之后的的相位差分量uq(k)经过PI控制器控制环路得到增量角频率△ω,增量角频率△ω与电网额定频率ω0相加得到角频率ω,再经过积分环节得到相位角θ,并将θ0更新为θ;在控制达到稳定后,输出的相位角θ即为待测电压u0(k)的相位,完成锁相功能。
2.根据权利要求1所述的基于跟踪微分器的单相电压锁相方法,其特征在于,步骤2中,生成一组正交信号x1(k)和x2(k),具体包括:将待测信号u0(k)输入至跟踪微分器TD,得到两个输出信号x1(k)和x2(k),其中,x1(k)为u0(k)的跟踪量,其幅值与u0(k)的幅值相等,x2(k)为u0(k)的微分量,x2(k)的幅值随u0(k)的频率变化而线性变化。
3.根据权利要求1所述的基于跟踪微分器的单相电压锁相方法,其特征在于,步骤3中,所述校准参数Kα(k)值为1,所述校准参数Kβ(k)通过拟合函数获得。
4.根据权利要求1所述的基于跟踪微分器的单相电压锁相方法,其特征在于,步骤3中,对信号x1(k)和x2(k)进行幅值矫正,从而得到一组标准正交信号uα(k)和uβ(k),具体包括:将所述信号x1(k)和x2(k)代入预置第一关系式,得到所述正交信号uα(k)和uβ(k),其中所述预置第一关系式为:
5.根据权利要求1所述的基于跟踪微分器的单相电压锁相方法,其特征在于,步骤4中,结合θ0、标准正交信号uα(k)和uβ(k)进行αβ→dq坐标变换,得到旋转坐标系下的uq(k)信号,具体包括:将所述θ0、所述uα(k)与所述uβ(k)代入预置第二关系式得到所述uq(k),其中,所述预置第二关系式为:uq(k)=-sin(θ0)×uα(k)+cos(θ0)×uβ(k)。