一种基于旋转坐标系的高效BANG-BANG软件锁相环

摘要

一种用于太阳能、风能等可再生能源并网的Bang-Bang锁相控制算法。通过构造旋转坐标系及实施叉积，将常规数字鉴相器及数字滤波器的繁复算法，转化为旋转坐标系下低频脉动的直流量，通过实施Bang_Bang调节实现低通滤波，可以高效高速地实现锁相。

主权项

1.一种基于旋转坐标系的高效BANG-BANG软件锁相环，其特征在于，该软件锁相环是一种用于可再生能源领域中的并网锁相控制算法；在算法中，构造了一个由（ω，θ）生成的二维线性空间，并选取其中与可以构成一组标准正交基；设电网电压角频率为ω₀，初始相角为θ₀，且电压幅值为V_m,那么可以构造一个向量${\overrightarrow{V}}_0=[\cos ({\omega }_{0}t+{\theta }_0),\sin ({\omega }_{0}t+{\theta }_0)];$分别做叉积$\begin{array}{c}{\overrightarrow{V}}_0\times {\overrightarrow{U}}_q=(\cos ({\omega }_{0}t+{\theta }_0)\overrightarrow{i}+\sin ({\omega }_{0}t+{\theta }_0)\overrightarrow{j})\times (\cos (\mathrm{\omega t}+\theta )\overrightarrow{i}+\sin (\mathrm{\omega t}+\theta )\overrightarrow{j})\\ =(\cos ({\omega }_{0}t+{\theta }_0)\sin (\mathrm{\omega t}+\theta )-\sin ({\omega }_{0}t+{\theta }_0)\cos (\mathrm{\omega t}+\theta ))\overrightarrow{k}\\ =\sin ((\omega -{\omega }_0)t+(\theta -{\theta }_0))\overrightarrow{k}\end{array}$叉积$\begin{array}{c}{\overrightarrow{V}}_0\times {\overrightarrow{V}}_d=(\cos ({\omega }_{0}t+{\theta }_0)\overrightarrow{i}+\sin ({\omega }_{0}t+{\theta }_0)\overrightarrow{j})\times (-\sin (\mathrm{\omega t}+\theta )\overrightarrow{i}+\cos (\mathrm{\omega t}+\theta )\overrightarrow{j})\\ =(\cos ({\omega }_{0}t+{\theta }_0)\cos (\mathrm{\omega t}+\theta )+\sin ({\omega }_{0}t+{\theta }_0)\sin (\mathrm{\omega t}+\theta ))\overrightarrow{k}\\ =\cos ((\omega -{\omega }_0)t+(\theta -{\theta }_0))\overrightarrow{k}\end{array}$并令即a=sin((ω-ω₀)t+(θ-θ₀))，b=cos((ω-ω₀)t+(θ-θ₀))则根据a，b的符号可以确定与的相对位置关系；以作为横轴，作为纵轴构造一个坐标系，则若位于Ⅰ，Ⅳ象限，则以BANG-BANG方式调节ω，即实施一个负的或者正的角增量减慢或者加大旋转角速度；若位于Ⅱ，Ⅲ象限，则将旋转180°，跟踪实现软锁相，即实现一种并网锁相控制算法。