二阶广义积分器电路及其锁相环结构

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1.本发明涉及锁相技术领域，具体为二阶广义积分器电路及其锁相环结构。

背景技术：

2.随着新能源并入电网数量的增长迅速，大量的非线性元件接入电网中。使电网中含有一定量的低次谐波和直流分量，所以锁相环需要抑制这些因素对其相位跟踪的影响。尤其当电网电压跌落或是电网电压升高时，常规锁相环的动态响应冲击较大，严重时导致新能源发电单元脱网运行，无法并入电网。
3.现有传统的锁相环技术包括单同步坐标系软件锁相环、基于双解耦同步旋转坐标系的锁相环、基于二阶广义积分器的锁相环以及基于改进的二阶广义积分器锁相环技术，其具体特点如下：
4.单同步坐标系软件锁相环(srf-pll)是目前运用较为广泛的锁相环，在电网正常时可以快速准确地完成锁相。但当电网电压非理想时不能准确的跟踪其锁相角；基于t/4延时方法实现正负序分离，其动态响应快速，但易受暂态的冲击的影响，且电网频率发生波动时，其输出信号将不在正交，会使锁相产生误差；基于陷波器的正负序分离，它能非常平滑地实现动态过程，不会出现较大暂态的冲击，但其动态响应较慢。
5.基于双解耦同步旋转坐标系的锁相环ddsrf-pll可准确地检测电网电压的相位。但当电网电压混入谐波、直流量等干扰量时，干扰量会在变换后的静止αβ坐标系下叠加，并对ddsrf-pll锁相输出的信号造成扰动，影响锁相的效果。
6.基于二阶广义积分器的锁相环：传统的sogi是利用两个积分器，对输入信号进行二阶积分控制，如图4所示。该结构能够对原输入产生滞后90度的正交信号，且能对原输入有畸变的信号ugα提取出关于ωg的一对正交信号。以此再利用单同步坐标系软件锁相环能够很好的克服电网电压不平衡以及高次谐波的影响。
7.基于增加低通滤波器的二阶广义积分器锁相环技术：在静止坐标下的电网电压ugα经传统的sogi得到的quα’对直流的抑制能力有限。当输入信号含有直流分量时，会对电网电压信息检测存在一定的误差。为克服上述不足，通过在传统的sogi的输出的误差信号k1(ugα-ugα’)，串联一个低通滤波器。使用该结构得到的quα’不含直流分量。如图6所示，通过对该结构的伯德图分析可知，在低频段的增益为负值且数值较大，可以有效抑制直流分量，能够满足电网相位的准确跟踪。
8.上述几种方法都能够在理想电网的情况下实现准确跟踪电网的相位，但是当电网电压处于非理想情况下(电网电压不平衡)，由于负序分量的影响，传统的单同步坐标系锁相环不能够实现准确的相位跟踪，双解耦同步旋转坐标系的锁相环、基于二阶广义积分器的锁相环以及基于增加低通滤波器的二阶广义积分器锁相环技术依然能够进行锁相，但是当电网电压含高低次谐波以及直流分量时，上述几种方法就不能很好的对电网正序分量相位信息进行准确提取，而当电网处于非理想(不平衡、含高低次谐波、含直流分量)状态下，传统的锁相技术不能够快速准确的进行相位的跟踪且存在一定的偏差，且传统的锁相技术
仅能够针对上述个别情况进行抑制，而不能够完全抑制这些故障带来的影响，所以需要更加有效的锁相技术来解决这一问题。

技术实现要素：

9.针对上述背景技术中提出的问题，本发明提出了二阶广义积分器电路及其锁相环结构，实现了在电网电压不理想情况下，能够抑制不平衡、低高次谐波、直流分量等故障且实现全频段滤除谐波的影响，实现快速准确的跟踪电网电压相位，以确保提高并网逆变器的控制性能。
10.本发明提供了二阶广义积分器电路，包括：
11.第一比例环节，其输入端与输入电压信号连接，用于对输入信号进行放大；
12.第一谐振积分环节，其输入端与第一比例环节的输出端连接，其输出端与第一比例环节的输入端连接，用于输出电压滞后信号；
13.第二谐振积分环节，其输入端与第一谐振积分环节的输出端连接，其输出端与第一谐振积分环节的输入端连接，用于输出第一反馈信号；
14.第二比例环节，其输入端与第一谐振积分环节的输出端连接，用于对输出的电压滞后信号进行放大；
15.第三谐振积分环节，其输入端与第二比例环节的输出端连接，其输出端与第一比例环节的输入端连接，用于输出一阶电压滞后信号；
16.第四谐振积分环节，其输入端与第三谐振积分环节的输出端连接，其输出端与第三谐振积分环节的输入端连接，用于输出第二反馈信号；
17.减法电路，其输入端与第二比例环节的输出端连接，其输出端与第四谐振积分环节的输出端连接，用于得到二阶电压滞后信号；
18.所述一阶电压滞后信号与所述输入电压信号的相位差，以及所述二阶电压滞后信号与所述一阶电压滞后信号的相位差均为90
°
。
19.进一步地，所述第一谐振积分环节，包括：
20.第一谐振环节，其输入端与第一比例环节的输出端连接；
21.第一积分环节，其输入端与第一谐振环节的输出端连接；
22.第一反馈回路，其输入端与第一积分环节的输出端连接，其输出端与所述第一比例环节的输入端连接。
23.进一步地，所述第二谐振积分环节，包括：
24.第二谐振环节，其输入端与第一积分环节的输出端连接；
25.第二积分环节，其输入端与第二谐振环节的输出端连接；
26.第二反馈回路，其输入端与第二积分环节的输出端连接，其输出端与所述第一谐振环节的输入端连接。
27.进一步地，所述第三谐振积分环节，包括：
28.第三谐振环节，其输入端与第二比例环节的输出端连接；
29.第三积分环节，其输入端与第三谐振环节的输出端连接；
30.第三反馈回路，其输入端与第三积分环节的输出端连接，其输出端与所述第一比例环节的输入端连接。
31.进一步地，所述第四谐振积分环节，包括：
32.第四谐振环节，其输入端与第三积分环节的输出端连接；
33.第四积分环节，其输入端与第四谐振环节的输出端连接；
34.第四反馈回路，其输入端与第四积分环节的输出端连接，其输出端与所述第三谐振环节的输入端连接。
35.进一步地，所述减法电路上设有低通滤波器。
36.进一步地，所述第一谐振环节、第二谐振环节、第三谐振环节、第四谐振环节的谐振频率均为电网单相电压的角频率。
37.本发明还提供一种二阶广义积分器电路的锁相环结构，包括：
38.clark变换单元，其输入端端与三相电压信号连接，用于将三相电压信号转换为第一电压信号和第二电压信号，且所述第二电压信号滞后于所述第一电压信号相位90
°
；
39.两个二阶广义积分器电路，其中一个二阶广义积分器电路的输入端与clark变换单元的第一输出端连接，用于根据所述第一电压信号输出第一一阶电压滞后信号和第一二阶电压滞后信号；另一个二阶广义积分器电路的输入端与所述clark变换单元的第二输出端连接，用于根据所述第二电压信号输出第二一阶电压滞后信号和第二二阶电压滞后信号；
40.park变换单元，其输入端与所述二阶广义积分器电路的输出端以及所述二阶广义积分器电路的输出端分别连接，用于将第一一阶电压滞后信号与第二二阶电压滞后信号混合而成的第一正序分量信号，以及将第一二阶电压滞后信号和第二一阶阶电压滞后信号混合而成的第二正序分量信号转换，并将第一正序分量信号、第二正序分量信号分别转换为dq坐标系中为d轴分量信号、q轴分量信号；
41.比例积分pi调节单元，其输入端与park变换单元输出q轴分量信号的一端连接，用于对所述q轴分量信号进行pi调节；
42.频率校正单元，其输入端与比例积分pi调节单元的输出端连接，用于根据经过pi调节的所述q轴分量信号和初始频率得到校正后的频率；
43.第五积分环节，其输入端与频率校正单元的输出端连接，用于对所述校正后的频率进行积分。
44.进一步地，还包括：
45.第五反馈回路，其输入端与比例积分pi的输出端调节单元，其输出端与二阶广义积分器电路连接，用于将所述校正后的频率引入到二阶广义积分器电路中；
46.第六反馈回路，其输入端与比例积分pi的输出端调节单元，其输出端与二阶广义积分器电路的输入端连接，用于将所述校正后的频率引入到二阶广义积分器电路中。
47.与现有技术相比，本发明的有益效果：
48.本发明提供的一种二阶广义积分器电路及其锁相环结构，应用改进二阶广义积分器电路的锁相环能通过正序分量计算消除电网电压不平衡对锁相结果的影响，准确跟踪输入信号的相位；通过反馈电路消除输入信号中的直流分量，精准跟踪基波正序分量；通过低通滤波器抑制输入信号中的高次谐波，提高锁相结果的准确性；通过级联一个二阶广义积分器能够实现对直流分量、高低次谐波的进一步消除，提高电网相位的准确跟踪。
附图说明
49.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
50.图1是本发明提出的二阶广义积分器电路的结构示意框图；
51.图2是本发明提出的二阶广义积分器电路的结构示意框图；
52.图3是本发明提出的二阶广义积分器电路的锁相环的结构示意图；
53.图4是本发明的背景技术中提出的传统的二阶广义积分器sogi结构图；
54.图5是本发明的背景技术中提出的基于改进的二阶广义积分器sogi结构图；
55.图6是本发明的实施例中的d3(s)和q3(s)的伯德图。
56.附图标记说明：
57.1-第一比例环节，2-第二比例环节，3-第一积分环节，4-第二积分环节，5-第三积分环节，6-第四积分环节，7-减法电路，8-第一谐振环节，9-第二谐振环节，10-第三谐振环节，11-第四谐振环节，12-第一负反馈回路，13-第二负反馈回路，14-第三负反馈回路，15-第四负反馈回路，16-clark变换单元，17-二阶广义积分器，18-二阶广义积分器，19-park变换单元，20-比例积分pi调节单元，21-频率校正单元，22-第五负反馈，23-第六负反馈，24-第五积分环节。
具体实施方式
58.下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
59.实施例
60.如图1所示，本发明中提出了二阶广义积分器电路，包括：
61.第一比例环节1，其输入端与输入电压信号连接，用于对输入信号进行放大；
62.第一谐振积分环节，其输入端与第一比例环节1的输出端连接，其输出端与第一比例环节1的输入端连接，用于输出电压滞后信号；
63.第二谐振积分环节，其输入端与第一谐振积分环节的输出端连接，其输出端与第一谐振积分环节的输入端连接，用于输出第一反馈信号；
64.第二比例环节2，其输入端与第一谐振积分环节的输出端连接，用于对输出的电压滞后信号进行放大；
65.第三谐振积分环节，其输入端与第二比例环节2的输出端连接，其输出端与第一比例环节1的输入端连接，用于输出一阶电压滞后信号；
66.第四谐振积分环节，其输入端与第三谐振积分环节的输出端连接，其输出端与第三谐振积分环节的输入端连接，用于输出第二反馈信号；
67.减法电路7，其输入端与第二比例环节2的输出端连接，其输出端与第四谐振积分环节的输出端连接，用于得到二阶电压滞后信号；
68.一阶电压滞后信号与输入电压信号的相位差，以及二阶电压滞后信号与一阶电压滞后信号的相位差均为90
°
。
69.本发明中的第一谐振积分环节，包括：
70.第一谐振环节8，其输入端与第一比例环节1的输出端连接；
71.第一积分环节3，其输入端与第一谐振环节8的输出端连接；
72.第一反馈回路12，其输入端与第一积分环节3的输出端连接，其输出端与第一比例环节1的输入端连接。
73.本发明中的第二谐振积分环节，包括：
74.第二谐振环节9，其输入端与第一积分环节3的输出端连接；
75.第二积分环节4，其输入端与第二谐振环节9的输出端连接；
76.第二反馈回路13，其输入端与第二积分环节4的输出端连接，其输出端与第一谐振环节8的输入端连接。
77.本发明中的第三谐振积分环节，包括：
78.第三谐振环节10，其输入端与第二比例环节2的输出端连接；
79.第三积分环节5，其输入端与第三谐振环节10的输出端连接；
80.第三反馈回路14，其输入端与第三积分环节5的输出端连接，其输出端与第一比例环节1的输入端连接。
81.本发明中的第四谐振积分环节，包括：
82.第四谐振环节11，其输入端与第三积分环节5的输出端连接；
83.第四积分环节6，其输入端与第四谐振环节11的输出端连接；
84.第四反馈回路15，其输入端与第四积分环节6的输出端连接，其输出端与第三谐振环节10的输入端连接。
85.本发明中的减法电路7上设有低通滤波器。
86.本发明中的第一谐振环节8、第二谐振环节9、第三谐振环节10、第四谐振环节11的谐振频率均为电网单相电压的角频率。
87.如图2所示，本发明中的二阶广义积分器电路在工作中分为以下步骤：
88.步骤s1：第一比例环节1的输入端输入电压信号v，同时第一比例环节1的输入端分别接收第一负反馈回路12和第三负反馈14的一阶电压滞后信号v’，三者通过加法器得到第一混合信号ε，第一混合信号ε经过第一比例环节1，第一比例环节1优选为放大器，其放大比例为k1，经第一比例环节1放大后得到k1ε信号；
89.步骤s2：k1ε信号和第二负反馈回路13的反馈信号qv”，经过加法器得到第二混合信号，第二混合信号经过第一谐振器8和第一积分环节3得到电压滞后信号v”，电压滞后信号v”再通过第一负反馈回路12再次返回第一比例环节1的输入端；
90.步骤s3：电压滞后信号v”经过第二谐振环节9和第二积分环节4得到反馈信号qv”，与第一比例积分环节1输出进行相减得到第一谐振环节8的输入。
91.步骤s4：输入电压v”经过第二比例环节2，第二比例环节2优选为放大器，其放大比例为k2得到输入电压信号k2v”。
92.步骤s5：k2v”和第四负反馈回路15的反馈信号qv’经加法器得到第三混合信号，第三混合信号经过第三谐振环节10和第三积分环节5得到一阶电压滞后信号v’，在通过第三负反馈14再次返回第一比例环节1的输入端
93.步骤s6：一阶电压滞后信号v’，经过第四谐振环节11和第四积分环节6，得到反馈信号，反馈信号通过第四负反馈回路15再次返回至第三谐振环节10的输入端。
94.步骤s7：在第二比例环节2的输出端和第四积分环节6的输出端设置减法电路7，得
到二阶电压滞后信号qv’。
95.在同步信号提取过程中，电网暂态故障、电网电压采样环节和信号处理环节都会不同程度的将直流偏置分量引入三相电压信号vabc。当输入信号中含有直流分量时输出的二阶电压滞后信号qv’易受到直流电压偏移的影响，通过二阶广义积分器电路中设置的第一负反馈回路、第二负反馈回路、第三负反馈回路以及减法电路，可实现在输入电压含直流分量以及高低次谐波情况下都能够准确的跟踪电网相位。
96.本发明中的二阶广义积分器电路的一阶电压滞后信号v’和二阶电压滞后信号qv’是基于其滤波算法完成的，其中二阶广义积分器对应的传递函数gsogi为：
[0097][0098]
一阶电压滞后信号v’和二阶电压滞后信号qv’为正交信号，相对于单相电压信号v0的等效传递函数g1和g2的表达式分别为：
[0099][0100][0101]
其中，ωg为第一谐振环节8、第二谐振环节9、第三谐振环节10和第四谐振环节11的谐振频率，其取值即为电网单相电压的角频率；
[0102]ks
为一阶电压滞后信号v’和二阶电压滞后信号qv’生成环节的带宽系数。
[0103]
实施例2
[0104]
如图3所示，一种二阶广义积分器电路的锁相环结构，包括：
[0105]
clark变换单元16，其输入端端与三相电压信号连接，用于将三相电压信号转换为第一电压信号和第二电压信号，且第二电压信号滞后于第一电压信号相位90
°
；
[0106]
两个二阶广义积分器电路，其中一个二阶广义积分器电路17的输入端与clark变换单元的第一输出端连接，用于根据所述第一电压信号输出第一一阶电压滞后信号和第一二阶电压滞后信号；另一个二阶广义积分器电路18的输入端与所述clark变换单元的第二输出端连接，用于根据所述第二电压信号输出第二一阶电压滞后信号和第二二阶电压滞后信号；
[0107]
park变换单元19，其输入端与二阶广义积分器电路17的输出端以及二阶广义积分器电路18的输出端分别连接，用于将第一一阶电压滞后信号与第二二阶电压滞后信号混合而成的第一正序分量信号，以及将第一二阶电压滞后信号和第二一阶阶电压滞后信号混合而成的第二正序分量信号转换，并将第一正序分量信号、第二正序分量信号分别转换为dq坐标系中为d轴分量信号、q轴分量信号；
[0108]
比例积分pi调节单元20，其输入端与park变换单元19输出q轴分量信号的一端连接，用于对q轴分量信号进行pi调节；
[0109]
频率校正单元21，其输入端与比例积分pi调节单元20的输出端连接，用于根据经过pi调节的q轴分量信号和初始频率得到校正后的频率；
[0110]
第五积分环节24，其输入端与频率校正单元21的输出端连接，用于对校正后的频率进行积分。
[0111]
一种二阶广义积分器电路的锁相环结构，还包括：
[0112]
第五负反馈22回路，其输入端与比例积分pi的输出端调节单元，其输出端与二阶广义积分器电路17连接，用于将校正后的频率引入到二阶广义积分器电路17中；
[0113]
第六负反馈23回路，其输入端与比例积分pi的输出端调节单元，其输出端与二阶广义积分器电路18的输入端连接，用于将校正后的频率引入到二阶广义积分器电路18中。
[0114]
如图3所示，本发明中的二阶广义积分器电路的锁相环结构在工作中分为以下步骤执行：
[0115]
步骤s1：首先输入的三相电压信号v
abc
通过clark变换单元16进行clark变换得到两相电压信号，分别为第一电压信号v
α
和第二电压信号v
β
，第二电压信号v
β
相对于第一电压信号v
α
相位滞后90
°
，第一电压信号v
α
和三相电压信号v
abc
中的va同相位。
[0116]
clark变换是一种三相坐标系到两相坐标系的数学变换，其变换公式为：
[0117][0118]
步骤s2：第一电压信号v
α
和第二电压信号v
β
分别经过二阶广义积分器电路17和二阶广义积分器电路18，经过上述g
sogi
公式计算分别得到两组正交信号，分别为第一一阶电压滞后信号v
α’、第一二阶电压滞后信号qv
α’、第二一阶电压滞后信号v
β’和第二二阶电压滞后信号qv
β’。
[0119]
其中，第一一阶电压滞后信号v
α’滞后第一电压信号v
α
相位90
°
；
[0120]
第一二阶电压滞后信号qv
α’滞后第一一阶电压滞后信号v
α’相位90
°
；
[0121]
第二一阶电压滞后信号v
β’滞后第二电压信号v
β
相位90
°
；
[0122]
第二二阶电压滞后信号qv
β’滞后第二一阶电压滞后信号v
β’相位90
°
；
[0123]
经过正序分量计算，第一一阶电压滞后信号v
α’和第二二阶电压滞后信号qv
β’混合后得到第一正序分量v
α+
，第一二阶电压滞后信号qv
α’和第二一阶电压滞后信号v
β’混合得到第二正序分量v
β+
。
[0124]
步骤s3：park变换单元19，park变换是一种两相静止坐标系到两相旋转坐标系的数学变换，其变换公式为：
[0125][0126]
其中，v
α+
和v
β+
分别为静止αβ坐标下的分量；
[0127]vd+
和v
q+
分别为d、q轴上的分量；
[0128]
θ为park变换的旋转角，即d轴和q轴的夹角，θ优选为锁相环输出结果θ
+
。
[0129]
步骤s4：比例积分pi调节单元20，优选使用pi调节器，即为一种线性控制器，它可根据给定值与实际输出值构成控制偏差，将偏差的比例(p)和积分(i)通过线性组合构成控
制量,对被控制量进行控制。第二正序分量信号v
β+
经过pi调节得到频率δω。
[0130]
步骤s5：频率校正环节21，对pi调节环节的输出的频率δω进行频率校正，即将pi调节环节的输出加上初始基准频率ωc，初始基准频率ωc优选为100π，得到校正后的频率ω0。
[0131]
步骤s6：第五积分环节24，利用第五积分环节24对频率ω0进行积分，优选的积分区间为[0,2π]，积分输出即为三相电压信号v
abc
的估算基波相位θ
+
。
[0132]
下面结合具体的实施例做具体实施方式的说明。
[0133]
本发明中的二阶广义积分器电路，通过将传统的sogi与改进的sogi(在传统sogi增加低通滤波器)进行级联能够实现两者共同具有的优势，通过对该结构进行传递函数的求解可得出下式(6)、(7)。
[0134][0135][0136]
其中，u
ga
(s)对应输入电压信号v；u
ga
′
(s)对应一阶电压滞后信号v’；
[0137]
qu
ga
′
(s)对应二阶电压滞后信号qv’；
[0138]
k1、k2为比例系数，k1值为3，k2值为1.414；
[0139]
τ为低通滤波器时间常数；
[0140]
根据式(6)、(7)可以画出d3、q3的伯德图如图6所示。
[0141]
通过伯德图可以看出d3、q3对直流分量的抑制更加明显，提高了对电网电压信息的精确检测。
[0142]
但是当谐波次数大于9次时，即通过该结构自身就能够抑制谐波对锁相的影响，当谐波低于9次时，需要在其输入端串联一组多重陷波器，即本发明提出的二阶广义积分器电路的锁相环结构，其传递函数可以用下式(8)表示，具体结构图2所示。
[0143][0144]
通过对该锁相环结构传递函数的推导以及伯德图的分析，且通过仿真验证，该结构能够实现在电网电压不平衡、相位突变及含直流分量都能够得到很好的抑制，且对于高低次谐波能够实现全频段的抑制。实现对电网电压相位的快速准确跟踪。
[0145]
最后说明的是：以上公开的仅为本发明的一个具体实施例，但是，本发明实施例并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

技术特征：

1.二阶广义积分器电路，其特征在于，包括：第一比例环节，其输入端与输入电压信号连接，用于对输入信号进行放大；第一谐振积分环节，其输入端与第一比例环节的输出端连接，其输出端与第一比例环节的输入端连接，用于输出电压滞后信号；第二谐振积分环节，其输入端与第一谐振积分环节的输出端连接，其输出端与第一谐振积分环节的输入端连接，用于输出第一反馈信号；第二比例环节，其输入端与第一谐振积分环节的输出端连接，用于对输出的电压滞后信号进行放大；第三谐振积分环节，其输入端与第二比例环节的输出端连接，其输出端与第一比例环节的输入端连接，用于输出一阶电压滞后信号；第四谐振积分环节，其输入端与第三谐振积分环节的输出端连接，其输出端与第三谐振积分环节的输入端连接，用于输出第二反馈信号；减法电路，其输入端与第二比例环节的输出端连接，其输出端与第四谐振积分环节的输出端连接，用于得到二阶电压滞后信号；所述一阶电压滞后信号与所述输入电压信号的相位差，以及所述二阶电压滞后信号与所述一阶电压滞后信号的相位差均为90
°
。2.根据权利要求1所述的二阶广义积分器电路，其特征在于：所述第一谐振积分环节，包括：第一谐振环节，其输入端与第一比例环节的输出端连接；第一积分环节，其输入端与第一谐振环节的输出端连接；第一反馈回路，其输入端与第一积分环节的输出端连接，其输出端与所述第一比例环节的输入端连接。3.根据权利要求2所述的二阶广义积分器电路，其特征在于：所述第二谐振积分环节，包括：第二谐振环节，其输入端与第一积分环节的输出端连接；第二积分环节，其输入端与第二谐振环节的输出端连接；第二反馈回路，其输入端与第二积分环节的输出端连接，其输出端与所述第一谐振环节的输入端连接。4.根据权利要求3所述的二阶广义积分器电路，其特征在于：所述第三谐振积分环节，包括：第三谐振环节，其输入端与第二比例环节的输出端连接；第三积分环节，其输入端与第三谐振环节的输出端连接；第三反馈回路，其输入端与第三积分环节的输出端连接，其输出端与所述第一比例环节的输入端连接。5.根据权利要求4所述的二阶广义积分器电路，其特征在于：所述第四谐振积分环节，包括：第四谐振环节，其输入端与第三积分环节的输出端连接；第四积分环节，其输入端与第四谐振环节的输出端连接；第四反馈回路，其输入端与第四积分环节的输出端连接，其输出端与所述第三谐振环
节的输入端连接。6.根据权利要求1所述的二阶广义积分器电路，其特征在于：所述减法电路上设有低通滤波器。7.根据权利要求5所述的二阶广义积分器电路，其特征在于：所述第一谐振环节、第二谐振环节、第三谐振环节、第四谐振环节的谐振频率均为电网单相电压的角频率。8.根据权利要求1-7任一项所述的二阶广义积分器电路的锁相环结构，其特征在于，包括：clark变换单元，其输入端与三相电压信号连接，用于将三相电压信号转换为第一电压信号和第二电压信号，且所述第二电压信号滞后于所述第一电压信号相位90
°
；两个二阶广义积分器电路，其中一个二阶广义积分器电路的输入端与clark变换单元的第一输出端连接，用于根据所述第一电压信号输出第一一阶电压滞后信号和第一二阶电压滞后信号；另一个二阶广义积分器电路的输入端与所述clark变换单元的第二输出端连接，用于根据所述第二电压信号输出第二一阶电压滞后信号和第二二阶电压滞后信号；park变换单元，其输入端与所述二阶广义积分器电路的输出端以及所述二阶广义积分器电路的输出端分别连接，用于将第一一阶电压滞后信号与第二二阶电压滞后信号混合而成的第一正序分量信号，以及将第一二阶电压滞后信号和第二一阶阶电压滞后信号混合而成的第二正序分量信号转换，并将第一正序分量信号、第二正序分量信号分别转换为dq坐标系中为d轴分量信号、q轴分量信号；比例积分pi调节单元，其输入端与park变换单元输出q轴分量信号的一端连接，用于对所述q轴分量信号进行pi调节；频率校正单元，其输入端与比例积分pi调节单元的输出端连接，用于根据经过pi调节的所述q轴分量信号和初始频率得到校正后的频率；第五积分环节，其输入端与频率校正单元的输出端连接，用于对所述校正后的频率进行积分。9.根据权利要求8所述的二阶广义积分器电路的锁相环结构，其特征在于，还包括：第五反馈回路，其输入端与比例积分pi的输出端调节单元，其输出端与二阶广义积分器电路连接，用于将所述校正后的频率引入到二阶广义积分器电路中；第六反馈回路，其输入端与比例积分pi的输出端调节单元，其输出端与二阶广义积分器电路的输入端连接，用于将所述校正后的频率引入到二阶广义积分器电路中。

技术总结

本发明公开了二阶广义积分器电路及其锁相环结构，涉及锁相技术领域，其中二阶广义积分器电路包括第一比例环节，其与输入电压信号连接；第一谐振积分环节，其与第一比例环节的输出端连接；第二谐振积分环节，其与第一谐振积分环节的输出端连接；第二比例环节，其与第一谐振积分环节的输出端连接；第三谐振积分环节，其与第二比例环节的输出端连接；第四谐振积分环节，其输入端与第三谐振积分环节的输出端连接；减法电路，其输入端与第二比例环节的输出端连接，其输出端与第四谐振积分环节的输出端连接，用于得到二阶电压滞后信号。本发明消除了电网电压不平衡对锁相结果的影响，并对直流分量、高低次谐波进一步消除，提高电网相位的准确跟踪。位的准确跟踪。位的准确跟踪。