CN106018927B - 一种三相三线相电压检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种三相三线相电压检测方法，依次采用线转相算法、锁相及参考电压构造、分离幅值以及重构幅值等步骤，通过线电压实时采样数据准确还原出相电压有效值。本发明可以实现不平衡三相三线***的相电压检测，甚至可以实现三相三线***掉相检测；本发明简单实用，抗干扰能力强，可快速地获得三相电的相序信息。

Description

一种三相三线相电压检测方法

技术领域

本发明涉及一种相电压检测方法，特别是一种三相三线相电压检测方法。

背景技术

并网逆变器的电网电压采样采用的是线电压采样，然后利用采样的线电压作为判定电网电压响应的值，这种方法在三相电压平衡变化时，能够准确的进行电网响应，但是当单相或两相发生变化时，实际采样回来的线电压并不是按照设置相电压线性比例变化，从而不符合标准规定的任何一相都要满足的要求。

然而，从理论而言，在非平衡三相电压输入条件下，由于零线的缺失，采样电压数据中的零序电压无法检出，从而根本无法从三相线电压采样数据结果中准确恢复相电压值。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提出一种三相三线相电压检测方法，能够通过线电压实时采样数据准确还原出相电压的有效值。

本发明采用以下方案实现：一种三相三线相电压检测方法，所述三相三线为无零线***，具体包括以下步骤：

步骤S1：实时获取三相线电压信号u_ab、u_bc、u_ca；

步骤S2：将三相线电压信号u_ab、u_bc、u_ca进行线转相计算，得到线转相电压u'_a，u'_b，u'_c：

步骤S3：并网锁相获取相电压的同步相位ω，并构造三相参考电压

步骤S4：将步骤S2的线转相电压与步骤S3构造的三相参考电压进行乘积后进行积分，获取交流电源的幅值U'_a，U'_b，U'_c：

步骤S5：通过矩阵逆变换重构获得三相输入相电压幅值U_a，U_b，U_c：

与现有技术相比，本发明有以下有益效果：

1、本发明可以在无零线的三相三线***中，通过线电压实时采样数据准确还原出相电压有效值；

2、本发明可以实现不平衡三相三线***的相电压检测，甚至可以实现三相三线***掉相检测；

3、本发明简单实用，抗干扰能力强，可快速地获得三相电的相序信息。

附图说明

图1为本发明实施例三相三线相电压峰值检测原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。

如图1所示，本实施例提供了一种三相三线相电压检测方法，所述三相三线为无零线***，具体包括以下步骤：

步骤S1：实时获取三相线电压信号u_ab、u_bc、u_ca；

步骤S2：将三相线电压信号u_ab、u_bc、u_ca进行线转相计算，得到线转相电压u'_a，u'_b，u'_c：

步骤S3：并网锁相获取相电压的同步相位ω，并构造三相参考电压

步骤S4：将步骤S2的线转相电压与步骤S3构造的三相参考电压进行乘积后进行积分，获取交流电源的幅值U'_a，U'_b，U'_c：

步骤S5：通过矩阵逆变换重构获得三相输入相电压幅值U_a，U_b，U_c：

较佳地，如图1所示，本实施例的三相三线相电压峰值检测原理主要由：线转相算法、锁相及参考电压构造、分离幅值、重构幅值等几步组成，各算法原理分析如下。

1、线转相算法

设被测输入相电压为u_a、u_b、u_c，则输入线电压为：

即：

式中，

如果矩阵M是非奇异矩阵，则可以用求逆实现线电压对相电压的计算。但正是由于矩阵M是奇异矩阵(|M|＝0)，没有逆矩阵，因此理论上而言，采样线电压值是不可能准确还原出相电压值的。根据矩阵理论，对于奇异方程，仍然可以通过奇异矩阵的广义逆，找到最小范数最小二乘的最优近似解，即：

式中，M⁺是M的+号逆，即

取a相验算上式，即：

式中，为三相零序电压。可见通过上式还原所得相电压与原相电压之间差了一个零序电压。将上式展开可得：

2、锁相及参考电压构造

利用输入线电压进行数字锁相得出输入相电压的相位信息，根据锁相结果，可以构造三相参考电压：

3、分离幅值

利用线转相电压与锁相构造相电压的乘积进行积分可以实现交流电压的幅值分离，它的主要计算是利用周期积分来完成的：

计算上式，可得：

因此，将式中构造的每相参考电压与采样线转相电压式进行每相幅值分离计算，可得：

即

上式表明幅值分离算法计算结果与三相输入电压幅值之间的关系。

根据上式计算结果，通过矩阵的逆变换即可重新重构三相输入电压幅值，即：

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (1)

1.一种三相三线相电压检测方法，所述三相三线为无零线***，其特征在于：包括以下步骤：

步骤S1：实时获取三相线电压信号u_ab、u_bc、u_ca；

步骤S2：将三相线电压信号u_ab、u_bc、u_ca进行线转相计算，得到线转相电压u'_a，u'_b，u'_c：

步骤S3：并网锁相获取相电压的同步相位ω，并构造三相参考电压

步骤S4：将步骤S2的线转相电压与步骤S3构造的三相参考电压进行乘积后进行积分，获取交流电源的幅值U'_a，U'_b，U'_c：

步骤S5：通过矩阵逆变换重构获得三相输入相电压幅值U_a，U_b，U_c：