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可變速抽水蓄能機組控制系統的鎖相裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型提供的可變速抽水蓄能機組控制系統的鎖相裝置，包括控制器，其中，控制器包括鎖相環板卡、n個信號發生器板卡、CPU，鎖相環板卡、n個信號發生器板卡均連接至CPU，鎖相環板卡采集三相交流電壓信號。通過本實用新型，當電網三相電壓出現不平衡和電網電壓含有諧波含量時，采用MSOGI系統可以有效濾除電網諧波的影響，準確計算出其基波正序分量，進而準確求得電網電壓矢量的旋轉角度；當電網頻率出現突變時，采用FLL系統可以快速跟蹤電網頻率，即使電網三相電壓含有諧波時，也可以濾除諧波的影響，準確地檢測出電網頻率，提高了頻率檢測的準確性。
【專利說明】可變速抽水蓄能機組控制系統的鎖相裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種可變速抽水蓄能機組的控制裝置，特別涉及到電網電壓矢量的旋轉角度和電網頻率的檢測技術。
【背景技術】
[0002]為電力系統的可持續發展，配合西電東送，提高電網及聯網系統的安全穩定能力，需要建設可變速抽水蓄能機組。為了提高電網頻率調節的精度，解決大規模風力發電并網帶來的頻率不穩定問題及其提高系統暫態穩定性，需要建設可變速抽水蓄能機組。
[0003]為了提高可變速抽水蓄能機組的效率，需要進行閉環控制，其中涉及到電網電壓矢量的旋轉角度和電網電壓頻率檢測技術。當電網電壓諧波污染和頻率突變時，控制器需要能夠準確及時地檢測到電網電壓矢量的旋轉角度和電網頻率，以便快速地進行閉環控制。
實用新型內容
[0004]本實用新型的目的在于克服現有鎖相環裝置的不足，提供一種可以濾除電網諧波影響，準確計算得出電網電壓矢量的旋轉角度和電網頻率的檢測技術。
[0005]根據本實用新型的提供的可變速抽水蓄能機組控制系統的鎖相裝置，包括控制器，其中，控制器包括鎖相環板卡、η個信號發生器板卡、CPU，鎖相環板卡、η個信號發生器板卡均連接至CPU，鎖相環板卡采集三相交流電壓信號。
[0006]優選地，還包括變頻器、導葉，其中，控制器中的CPU分別連接變頻器、導葉，控制器根據鎖相環板卡、信號發生器板卡得到的各種信號對可變速抽水蓄能機組控制系統進行控制，并對變頻器和導葉發出指令，從而實時控制整個可變速抽水蓄能機組控制系統。
[0007]優選地，鎖相環板卡包括DSP、FPGA，其中，FPGA采集三相交流電壓信號并送入DSP，DSP完成鎖相環的運算，得到電網電壓矢量的旋轉角度Θ和電網頻率f，將其送入控制器的CPU。
[0008]優選地，DSP采用TI公司的TMS28335芯片。
[0009]優選地，FPGA采用ACTEL公司的A3P250芯片。
[0010]根據本實用新型提供的鎖相裝置，能夠實現一種可變速抽水蓄能機組控制系統的鎖相方法，包括如下步驟:
[0011]步驟1:三相電網電壓va, vb, Vc轉化為va, Vg然后執行步驟2 ;其中，va, Vg分別為兩相坐標系下a軸、β軸分量；
[0012]步驟2:將步驟I中得到的Va和V0，分別送入MS0G1-FLL系統，然后同時執行步驟3和步驟4 ;其中，MS0G1-FLL系統主要由鎖頻環FLL、以及η個單獨的二階廣義積分正交信號發生器SOG1-QSG使用交叉反饋網絡協作構成，每個SOG1-QSG能夠調節基頻的倍數頻率，FLL的輸入由第一個SOG1-QSG提供，其后的第二個到第η個SOG1-QSG系統的輸入是由FLL檢測的基頻乘以一個系數構成，該系數決定了 FLL的輸出分配到不同的SOG1-QSG的次序；而且，每個SOG1-QSG的增益由該系數區分開，以便使中心頻率和SOG1-QSG的帶寬保持恒定的關系，每個SOG1-QSG的輸入信號是由原始輸入信號V減去其余所有SOG1-QSG的輸出信號；所述η個單獨的二階廣義積分正交信號發生器SOG1-QSG構成MSOGI系統；在這種方式下，經過短暫的計算過渡過程，來清理掉每個SOG1-QSG的輸入信號中由其余SOG1-QSG檢測出的諧波成分，以減少輸出信號中諧波的擾動。
[0013]步驟3:να和V0通過MSOGI系統消除指定諧波的影響，分別產生正交的兩個分量V' a,qv/ 。和。e，qv' e。，其中，V α為兩相坐標系下α軸分量，V' e為兩相坐標系下β軸分量，q為正交算子；
[0014]步驟4:利用MS0G1-FLL系統中的FLL模塊，求得旋轉角頻率ω丨，然后執行步驟5 ；
[0015]步驟5:利用步驟3中得到的V' a，qv'。和。e，qv' e，計算得到兩相坐標系下a軸、β軸正序分量να+’，V’，然后執行步驟6 ;
[0016]步驟6:利用步驟5得到的兩相坐標系下a軸、β軸正序分量?_，反正切得到角度Θ。
[0017]優選地，所述步驟1，具體為:根據公式
【權利要求】
1.一種可變速抽水蓄能機組控制系統的鎖相裝置，其特征在于，包括控制器，其中，控制器包括鎖相環板卡、η個信號發生器板卡、CPU，鎖相環板卡、η個信號發生器板卡均連接至CPU，鎖相環板卡采集三相交流電壓信號。
2.根據權利要求1所述的可變速抽水蓄能機組控制系統的鎖相裝置，其特征在于，還包括變頻器、導葉，其中，控制器中的CPU分別連接變頻器、導葉，控制器根據鎖相環板卡、信號發生器板卡得到的各種信號對可變速抽水蓄能機組控制系統進行控制，并對變頻器和導葉發出指令，從而實時控制整個可變速抽水蓄能機組控制系統。
3.根據權利要求1所述的可變速抽水蓄能機組控制系統的鎖相裝置，其特征在于，鎖相環板卡包括DSP、FPGA，其中，FPGA采集三相交流電壓信號并送入DSP，DSP完成鎖相環的運算，得到電網電壓矢量的旋轉角度Θ和電網頻率f，將其送入控制器的CPU。
4.根據權利要求3所述的可變速抽水蓄能機組控制系統的鎖相裝置，其特征在于，DSP采用TI公司的TMS28335芯片。
5.根據權利要求3所述的可變速抽水蓄能機組控制系統的鎖相裝置，其特征在于，FPGA采用ACTEL公司的A3P250芯片。
【文檔編號】G01R23/02GK203396841SQ201320406925
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年7月9日 優先權日:2013年7月9日
【發明者】姜建國, 屠偉, 羅*, 劉賀, 徐亞軍, 喬樹通 申請人:上海交通大學