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可变速抽水蓄能机组控制系统的锁相装置制造方法
【专利摘要】本实用新型提供的可变速抽水蓄能机组控制系统的锁相装置，包括控制器，其中，控制器包括锁相环板卡、n个信号发生器板卡、CPU，锁相环板卡、n个信号发生器板卡均连接至CPU，锁相环板卡采集三相交流电压信号。通过本实用新型，当电网三相电压出现不平衡和电网电压含有谐波含量时，采用MSOGI系统可以有效滤除电网谐波的影响，准确计算出其基波正序分量，进而准确求得电网电压矢量的旋转角度；当电网频率出现突变时，采用FLL系统可以快速跟踪电网频率，即使电网三相电压含有谐波时，也可以滤除谐波的影响，准确地检测出电网频率，提高了频率检测的准确性。
【专利说明】可变速抽水蓄能机组控制系统的锁相装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种可变速抽水蓄能机组的控制装置，特别涉及到电网电压矢量的旋转角度和电网频率的检测技术。
【背景技术】
[0002]为电力系统的可持续发展，配合西电东送，提高电网及联网系统的安全稳定能力，需要建设可变速抽水蓄能机组。为了提高电网频率调节的精度，解决大规模风力发电并网带来的频率不稳定问题及其提高系统暂态稳定性，需要建设可变速抽水蓄能机组。
[0003]为了提高可变速抽水蓄能机组的效率，需要进行闭环控制，其中涉及到电网电压矢量的旋转角度和电网电压频率检测技术。当电网电压谐波污染和频率突变时，控制器需要能够准确及时地检测到电网电压矢量的旋转角度和电网频率，以便快速地进行闭环控制。
实用新型内容
[0004]本实用新型的目的在于克服现有锁相环装置的不足，提供一种可以滤除电网谐波影响，准确计算得出电网电压矢量的旋转角度和电网频率的检测技术。
[0005]根据本实用新型的提供的可变速抽水蓄能机组控制系统的锁相装置，包括控制器，其中，控制器包括锁相环板卡、η个信号发生器板卡、CPU，锁相环板卡、η个信号发生器板卡均连接至CPU，锁相环板卡采集三相交流电压信号。
[0006]优选地，还包括变频器、导叶，其中，控制器中的CPU分别连接变频器、导叶，控制器根据锁相环板卡、信号发生器板卡得到的各种信号对可变速抽水蓄能机组控制系统进行控制，并对变频器和导叶发出指令，从而实时控制整个可变速抽水蓄能机组控制系统。
[0007]优选地，锁相环板卡包括DSP、FPGA，其中，FPGA采集三相交流电压信号并送入DSP，DSP完成锁相环的运算，得到电网电压矢量的旋转角度Θ和电网频率f，将其送入控制器的CPU。
[0008]优选地，DSP采用TI公司的TMS28335芯片。
[0009]优选地，FPGA采用ACTEL公司的A3P250芯片。
[0010]根据本实用新型提供的锁相装置，能够实现一种可变速抽水蓄能机组控制系统的锁相方法，包括如下步骤:
[0011]步骤1:三相电网电压va, vb, Vc转化为va, Vg然后执行步骤2 ;其中，va, Vg分别为两相坐标系下a轴、β轴分量；
[0012]步骤2:将步骤I中得到的Va和V0，分别送入MS0G1-FLL系统，然后同时执行步骤3和步骤4 ;其中，MS0G1-FLL系统主要由锁频环FLL、以及η个单独的二阶广义积分正交信号发生器SOG1-QSG使用交叉反馈网络协作构成，每个SOG1-QSG能够调节基频的倍数频率，FLL的输入由第一个SOG1-QSG提供，其后的第二个到第η个SOG1-QSG系统的输入是由FLL检测的基频乘以一个系数构成，该系数决定了 FLL的输出分配到不同的SOG1-QSG的次序；而且，每个SOG1-QSG的增益由该系数区分开，以便使中心频率和SOG1-QSG的带宽保持恒定的关系，每个SOG1-QSG的输入信号是由原始输入信号V减去其余所有SOG1-QSG的输出信号；所述η个单独的二阶广义积分正交信号发生器SOG1-QSG构成MSOGI系统；在这种方式下，经过短暂的计算过渡过程，来清理掉每个SOG1-QSG的输入信号中由其余SOG1-QSG检测出的谐波成分，以减少输出信号中谐波的扰动。
[0013]步骤3:να和V0通过MSOGI系统消除指定谐波的影响，分别产生正交的两个分量V' a,qv/ 。和。e，qv' e。，其中，V α为两相坐标系下α轴分量，V' e为两相坐标系下β轴分量，q为正交算子；
[0014]步骤4:利用MS0G1-FLL系统中的FLL模块，求得旋转角频率ω丨，然后执行步骤5 ；
[0015]步骤5:利用步骤3中得到的V' a，qv'。和。e，qv' e，计算得到两相坐标系下a轴、β轴正序分量να+’，V’，然后执行步骤6 ;
[0016]步骤6:利用步骤5得到的两相坐标系下a轴、β轴正序分量?_，反正切得到角度Θ。
[0017]优选地，所述步骤1，具体为:根据公式
【权利要求】
1.一种可变速抽水蓄能机组控制系统的锁相装置，其特征在于，包括控制器，其中，控制器包括锁相环板卡、η个信号发生器板卡、CPU，锁相环板卡、η个信号发生器板卡均连接至CPU，锁相环板卡采集三相交流电压信号。
2.根据权利要求1所述的可变速抽水蓄能机组控制系统的锁相装置，其特征在于，还包括变频器、导叶，其中，控制器中的CPU分别连接变频器、导叶，控制器根据锁相环板卡、信号发生器板卡得到的各种信号对可变速抽水蓄能机组控制系统进行控制，并对变频器和导叶发出指令，从而实时控制整个可变速抽水蓄能机组控制系统。
3.根据权利要求1所述的可变速抽水蓄能机组控制系统的锁相装置，其特征在于，锁相环板卡包括DSP、FPGA，其中，FPGA采集三相交流电压信号并送入DSP，DSP完成锁相环的运算，得到电网电压矢量的旋转角度Θ和电网频率f，将其送入控制器的CPU。
4.根据权利要求3所述的可变速抽水蓄能机组控制系统的锁相装置，其特征在于，DSP采用TI公司的TMS28335芯片。
5.根据权利要求3所述的可变速抽水蓄能机组控制系统的锁相装置，其特征在于，FPGA采用ACTEL公司的A3P250芯片。
【文档编号】G01R23/02GK203396841SQ201320406925
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2013年7月9日 优先权日:2013年7月9日
【发明者】姜建国, 屠伟, 罗*, 刘贺, 徐亚军, 乔树通 申请人:上海交通大学