1.一种含改进MSTOGI结构及非线性PI调节三相电压锁相环的方法,其特征在于,具体步骤如下:步骤1、改进的MSTOGI结构包括二/三阶混合型广义积分器和频率补偿环节,改进型MSTOGI的传递函数为:其中,D2(s)和Q2(s)是改进型MSTOGI的传递函数表达式;s是拉普拉斯变换算子;u1(s)和u2(s)是两个相互正交的输出信号,u1(s)超前于u2(s)相位90度;u(s)是输入电压信号;k是阻尼系数;w0为谐振频率;w1为补偿环节频率,其中w1>w0;
步骤2、将三相电压Vabc经Clark变换,使三相电压Vabc由三相静止坐标系变换到两相静止坐标系Vαβ;其中所述的两相静止坐标系Vαβ,α轴超前β轴90度相角;两相静止坐标系Vαβ下,+ +电压分量经过改进的MSTOGI结构和正序基波运算提取单元后得到基波正序分量Vα、Vβ;
+ + +
步骤3、将所提取的基波正序分量Vα和Vβ经Park变换后得到q轴分量uq 用于锁相控制;
结合频率偏差分布,设计双曲阈值函数的非线性PI调节器模型,对三相电压突变情况下系统频率超调量进行抑制,提高电网相位跟踪精度,锁定电网相位θ。
2.根据权利要求1所述的一种含改进MSTOGI结构及非线性PI调节三相电压锁相环的方法,其特征在于,在步骤3中,具体步骤如下:设计双曲阈值函数,构造函数
+
其中,kp为常规PI调节器的值,e(t)为uq 值与零基准值存在的偏差,a1为e(t)超过频率偏差阈值时的取值,a2为e(t)在频率偏差阈值范围内时的取值,sech()为双曲函数,b为双曲函数的衰减系数;
根据上式可 知,当e (t)=0时,kp[e(t)]=kp ;当e(t) =∞时 ,当锁相环输出频率与三相电压频率一致时,即e(t)接近于零,此时kp[e(t)]的值与常规PI调节器的值一致;当e(t)出现正负偏差时,判断e(t)的值是否超过偏差阈值,以此来选择合适的kp[e(t)]随误差变化曲线值;
构造函数ki[e(t)]=kisech(ce(t));
其中,ki为常规PI调节器的值,c为双曲函数的衰减系数;根据上式可知,当e(t)=0时,ki[e(t)]=ki;随着e(t)增大,ki[e(t)]在逐渐减小,防止响应产生振荡减小超调量;
为此构造双曲阈值函数的非线性PI调节器的控制函数为:
其中
ki[e(t)]=kisech(ce(t))
选择合适的可变参数a1、a2、b、c,控制系统较常规PI调节器有更快的响应速度和更小的超调量,提高系统锁相环的精度。