1.一种具备乘法结构和特殊三角函数的单相2倍频电网锁相方法，其特征在于：其包括以下步骤：

步骤1，对单相电网电压进行提取得到交流电压Vs；

步骤2，构造一个包含特殊三角函数运算系统的相乘环节；

将提取的电网电压Vs的相位信号sin(ωt)乘以dq坐标系的旋转角度θ的正弦值和余弦值，通过控制q轴输出Vq为零，使dq坐标系的旋转角度θ与电网电压矢量的相位角ωt一致，从而达到追踪电网电压相位的目的，稳态时，d轴分量Vd等于电网电压相电压幅值V，反馈回路输出的相位角 即为二倍的电网电压相位角；

所述相乘环节包括乘法器和特殊三角函数运算系统，所述相乘环节用于替代正交信号发生器，构造生成相正交的2倍频分量；基于三角函数平方倍角运算与电网电压相结合实现

2倍频单相电网锁相；

所述特殊三角函数运算系统具有实现2倍角公式的三角函数平方倍角公式特性，输出相正交的2倍频分量Vα′和Vβ′；

步骤3，将提取的电压信号和相乘环节结构相融合，使用以下公式得到二倍频信号：2

cos 2θ＝1‑2sinθ                          (3)sin 2θ＝2 sinθcosθ                          (5)当锁相环系统稳态时，即ωt＝θ时，其中，V为电网电压幅值；ω为电网电压角频率；为反馈回路输出的相位角；θ为dq坐标系的旋转角度；t为系统到达稳定状态时间，即dq坐标系的旋转角度与电网电压矢量的相位角一致所需的时间， Vα′和Vβ′为提取后的电网电压Vs经过所构造的相乘环节后在αβ坐标轴上的表示；

步骤4，将获得的二倍频信号Vα′和Vβ′经过park变换运算，变换到dq坐标系下，Vd和Vq为Vα′和Vβ′经过park变换后在dq坐标轴上的表示；

步骤5，将步骤4中q轴的输出Vq，经过PI调节器，得到二倍于电网同步角频率的频率，再经过积分之后，得到二倍于电网相角的相位角，对所得角频率除2得到电网的同步角频率，对所得相位角除2得到电网的相角。

2.根据权利要求1所述的具备乘法结构和特殊三角函数的单相2倍频电网锁相方法，其特征在于：所述步骤1中的交流电压Vs使用式(1)表示：Vs＝V sin(ωt)           (1)其中，V为电压幅值，ω为电压角频率。

3.根据权利要求1所述的具备乘法结构和特殊三角函数的单相2倍频电网锁相方法，其特征在于：所述步骤3中的Vα′和Vβ′分别表示为：Vα′＝V cos(2ωt),Vβ′＝V sin(2ωt),且Vα′和Vβ′相正交。

4.一种具备乘法结构和特殊三角函数的单相2倍频电网锁相的装置，其特征在于：其包括以下组件：提取器、相乘环节、Park变换运算器、PI调节器、积分器和取余模块；具体连接结构如下：

所述提取器从单相供电电网中提取单相电网电压信号Vs；

所述相乘环节通过接收电网电压信号Vs获得两路相互正交的二倍频信号Vα′和Vβ′；

所述Park变换运算器将信号Vα′和Vβ′做为输入进行Park变换运算，将信号Vα′和Vβ′变换到dq坐标系下，q轴的输出为Vq；

所述PI调节器将Vq经过过零比较后的输出做为输入，通过控制q轴输出Vq为零，使dq坐标系的旋转角度θ与电网电压矢量的相位角ωt一致，从而达到追踪电网电压相位的目的；

所述PI调节器的输出与二倍工频角频率ωs相加后得到二倍于电网角频率的同步角频率；

所述积分器对二倍电网同步角频率进行积分得到二倍于电网相角的相位角；

所述取余模块将二倍于电网相角的相位角和正弦函数周期做为输入，得到二倍电网相位角的周期表示；

对所得二倍相角除2能得到电网的相角，同时所述取余模块中输出的反馈回路输出相位角 为二倍电网相位角2θ；将 反馈给Park变换运算器，用于构成反馈闭环回路，通过控制q轴输出Vq为零，使dq坐标系的旋转角度θ与电网电压矢量的相位角 一致，达到追踪电网电压相位的目的。

5.根据权利要求4所述的具备乘法结构和特殊三角函数的单相2倍频电网锁相的装置，其特征在于：所述相乘环节具体结构为：所述相乘环节包括乘法器和特殊三角函数运算系统，所述乘法器将两路输入信号相乘后得到单路输出信号；所述特殊三角函数运算系统具有三角函数平方倍角公式的特性，用于实现2倍角公式，输出相正交的2倍频分量Vα′和Vβ′，具体电路结构为：从单相供电电网中提取单相电网电压信号Vs分别发送到第一乘法器和第二乘法器的第一输入，将sinθ输入到第一乘法器的第二输入，经过第一乘法器得到Vssinθ，将cosθ输入到第二乘法器的第二输入，经过第二乘法器得到Vscosθ；因为Vs＝V sin(ωt)，θ＝ωt，因此第2

一乘法器输出V sin(ωt)，第二乘法器输出V cos(ωt)sin(ωt)；

2

将第一乘法器和第二乘法器的输出各经过一个二倍放大器放大，得到2V sin (ωt)和

2V cos(ωt)sin(ωt)，其中2V cos(ωt)sin(ωt)就是正交信号中的Vβ′；

2

将2V sin (ωt)输入到加法器第一输入，检测电网电压的实际值|V|作为加法器第二输

2 2

入，实现|V|‑2V sin(ωt)，|V|‑2V sin(ωt)就是正交信号中的Vα′。