CN106053918A - 多通道的电网电压同步信号提取装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供的多通道的电网电压同步信号提取装置，包括α‑β静止坐标系变换电路T_αβ，不同频率的正负序d‑q同步旋转坐标系变换电路e^jωt、e^‑jωt、e^j5ωt和e^‑j7ωt，减法器，PI调节器，积分器，比例运算器；本发明的电网电压同步信号提取装置在输入电压有不同频率谐波的情况下，不仅够提取出基波的同步信号，还可以提取α‑β坐标系和d‑q坐标系下不同频率的正负序分量，具有频率自适应性；本发明无需负序解耦或瞬时对称分量分离，只需要d‑q同步旋转坐标系变换电路T_dq和反馈，在单同步参考坐标系下实现了基波正负序分量的分离提取，具有在结构更加简单、运算量更小的优势。

Description

多通道的电网电压同步信号提取装置及方法

技术领域

本发明涉及信号处理领域，尤其涉及一种多通道的电网电压同步信号提取装置及方法。

背景技术

变流器是使电源系统的电压、频率、相数和其他电量或特性发生变化的电器设备，变流器的种类繁多，广泛应用在各种工作机械上，其中，针对三相并网变流器控制最重要的一步是提取电网电压的同步信号，即基波和各次谐波电压的幅值、相位和频率。由于电网电压不对称是一种普遍的现象，其对三相并网变流器的运行造成较大的影响；因此，为了满足三相并网变流器不对称控制策略的需要，对同步信号的提取也提出了更高的要求，这些要求包括：在电网电压不对称的情况下快速准确地提取同步信号，具有频率自适应性和实施的简便性。

目前，在三相系统的同步信号提取装置中，基于d-q坐标轴系变换的SRF-PLL(Phase Locked Loop Based On Synchronization Reference Frame，同步参考坐标系锁相环)结构具有良好的动态响应速度，在电网电压对称的理想工况下能够较好地检测出基波正序分量。但在电网电压不对称的非理想工况下，使用SRF-PLL结构时，负序分量会在d-q轴分量中产生100Hz的2倍工频波动，这不仅对正序分量的幅值提取产生影响，还会对相位检测造成误差。为了解决这个问题，可以通过降低SRF-PLL反馈环路滤波器带宽的方法来抑制2倍工频波动分量的影响，但这样会降低动态响应速度。还可以通过加入特定频率的陷波器来消除电网电压不对称时d-q轴分量中的2倍工频波动量。但在频率变化时陷波器的滤波效果会受到影响，并且该方案不能检测出基波负序分量的幅值和相位。

另外，为了解决电网电压不对称对同步信号提取的影响，许多文献提出了不同的解决方案。

例如：EKF(Extended Kalman filter，扩展卡尔曼滤波器)的结构可实现基波正负序分离，消除电网电压不对称的影响，但EKF庞大的计算量限制了其应用。

例如：DDSRF-PLL(decouple double SRF-PLL，解耦双同步参考坐标系锁相环)的结构，将不对称电网电压经过双d-q变换，在正负序两个同步参考坐标系下通过正负序解耦网络实现了基波正负序分量的分离。该结构虽然可以有效地抑制负序分量对同步信号提取的影响，但结构比较复杂，计算量大，为了保证系统稳定性，也需降低系统带宽。

例如：DSC(delayed signal cancellation，延时信号抵消)的结构是利用电网电压α-β静止坐标系分量的四分之一周期延时信号抵消电压负序分量造成的2倍工频波动分量。但该结构在频率变化的条件下仅通过数据缓存不可能实现精确延时。

例如：DSOGI-FLL(dual second-order generalized integrator frequency-locked loop，双二阶广义积分器锁频环)的结构是利用非线性单元SOGI提取电网电压α-β坐标系下的基波分量及其90°移相信号，再通过瞬时对称分量运算分离出基波正负序分量。该结构可以有效地滤除电网电压不对称对同步信号提取的影响，但是瞬时对称分量运算增加了系统的运算量和系统结构的复杂性。

因此，现有的电网电压同步信号提取装置均主要针对电网的基波信号提取，无法提供多频率的正负序信号，也无法满足在电网电压不对称的情况下快速准确地提取同步信号，具有频率自适应性和实施的简便性的要求，亟需一种新的电网电压同步信号提取技术，以克服上述缺陷。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种多通道的电网电压同步信号提取装置及方法，以解决上述问题。

本发明提供的多通道的电网电压同步信号提取装置及方法，其装置包括

α-β静止坐标系变换电路T_αβ，不同频率的正负序d-q同步旋转坐标系变换电路e^{j ωt}、e^-jωt、e^j5ωt和e^-j7ωt，减法器，PI调节器，积分器，比例运算器；

所述α-β静止坐标系变换电路T_αβ，用于将电网电压的采样信号u_a、u_b和u_c变换到α-β静止坐标系中，获取电网电压的α轴分量u_α和β轴分量u_β；

所述不同频率的正负序d-q同步旋转坐标系变换电路e^jωt、e^-jωt、e^j5ωt和e^-j7ωt，用于将u_α和u_β变换到d-q同步旋转坐标系中，获取电网电压不同频率的正负序d轴分量和q轴分量；

所述减法器，用于将输出分量和反馈之后与α-β静止坐标系变换电路T_αβ的输出分量u_α和u_β相减，得到并输出误差值ε，

通过多个通道对各次谐波在不同坐标系下的信号进行输出。

进一步，所述不同频率的正负序d-q同步旋转坐标系变换电路e^jωt、e^-jωt、e^j5ωt和e^-j7ωt，其中e^jωt为基频正序变换，e^-jωt为基频负序变换，e^j5ωt为5次谐波的正序变换，e^-j7ωt为7次谐波的负序变换。

进一步，所述u_a、u^b和u_c的表达式为：

$u_i=U_{p}cos(\mathrm{\ω}t+{\mathrm{\φ}}_p-k_i\frac{2\mathrm{\π}}{3})+U_{n}cos(-\mathrm{\ω}t+{\mathrm{\φ}}_n-k_i\frac{2\mathrm{\π}}{3}),$

当i＝a,b,c时，对应的k_i＝0,1,2；

其中,U_p为正序分量的幅值，U_n为负序分量的幅值，φ_p为正序分量的初始相位角，φ_n为负序分量的初始相位角，ω为基波角频率。

进一步，所述α-β静止坐标系变换电路T_αβ通过如下公式获取电网电压的α轴分量u_α和β轴分量u_β：

$\left[\begin{array}{c}{u}_{\mathrm{\α}}\\ u_{\mathrm{\β}}\end{array}\right]=T_{\mathrm{\α}\mathrm{\β}}\left[\begin{array}{c}{u}_a\\ u_b\\ u_c\end{array}\right]=U_p\left[\begin{array}{c}\cos (\mathrm{\ω}t+{\mathrm{\φ}}_p)\\ \sin (\mathrm{\ω}t+{\mathrm{\φ}}_p)\end{array}\right]+U_n\left[\begin{array}{c}\cos (-\mathrm{\ω}t+{\mathrm{\φ}}_n)\\ \sin (-\mathrm{\ω}t+{\mathrm{\φ}}_n)\end{array}\right],$

其中

将电网电压的采样信号u_a、u_b和u_c变换到α-β静止坐标系中，得到电网电压的α轴分量u_α和β轴分量u_β。

进一步，将所述u_α和u_β变换到d-q同步旋转坐标系中，得到输入电压在不同频率下的正负序d轴分量和q轴分量：和分别利用多个通道的积分器跟踪提取特定频率的正负序输出，将不同积分器的输出经过反变换，获得到α-β静止坐标系下不同频率的输出和通过各个通道的输出反馈，与电网电压的采样信号u_a、u_b和u_c通过α-β静止坐标系变换电路T_αβ变换得到的信号u_α和u_β相减得到误差信号ε，反馈与积分器一同构成闭环控制。

进一步，对误差信号ε进行PI调节，获取基波角频率ω，并对所述基波角频率ω积分获取基波的相位角θ，作为反馈输入变换器中，获取并输出基波和各次谐波频率信号。

本发明还提供了一种多通道的电网电压同步信号提取方法，

步骤1、将电网电压的采样信号u_a、u_b和u_c变换到α-β静止坐标系中，获取电网电压的α轴分量u_α和β轴分量u_β；

步骤2、将所述电网电压的α轴分量u_α和β轴分量u_β变换到d-q同步旋转坐标系中，得到输入电压在不同频率下的正负序d轴分量和q轴分量：和

步骤3、分别利用多个通道的积分器跟踪提取特定频率的正负序输出；

步骤4、将不同积分器的输出经过反变换，获取α-β静止坐标系下不同频率的输出和

步骤5、将各个通道的输出反馈与电网电压的采样信号u_a、u_b和u_c通过α-β静止坐标系变换电路T_αβ变换，得到的信号u_α和u_β相减得到误差信号ε，反馈与积分器一同构成闭环控制；

步骤6、对所述误差信号ε进行PI调节得到基波角频率ω，对所述基波角频率ω积分得到基波的相位角θ；

步骤7、将反馈输入到变换器中，通过将基波角频率ω乘以1/(2π)得到并输出基波和各次谐波频率信号f。

进一步，所述不同频率下的正负序d轴分量和q轴分量：和通过不同频率的正负序d-q同步旋转坐标系变换电路e^jωt、e^-jωt、e^j5ωt和e^-j7ωt获取，其中e^jωt为基频正序变换，e^-jωt为基频负序变换，e^j5ωt为5次谐波的正序变换，e^-j7ωt为7次谐波的负序变换。

进一步，所述u_a、u_b和u_c的表达式为：

$u_i=U_{p}cos(\mathrm{\ω}t+{\mathrm{\φ}}_p-k_i\frac{2\mathrm{\π}}{3})+U_{n}cos(-\mathrm{\ω}t+{\mathrm{\φ}}_n-k_i\frac{2\mathrm{\π}}{3}),$

当i＝a,b,c时，对应的k_i＝0,1,2；

其中,U_p为正序分量的幅值，U_n为负序分量的幅值，φ_p为正序分量的初始相位角，φ_n为负序分量的初始相位角，ω为基波角频率。

进一步，通过如下公式获取电网电压的α轴分量u_α和β轴分量u_β：

$\left[\begin{array}{c}{u}_{\mathrm{\α}}\\ u_{\mathrm{\β}}\end{array}\right]=T_{\mathrm{\α}\mathrm{\β}}\left[\begin{array}{c}{u}_a\\ b_b\\ u_c\end{array}\right]=U_p\left[\begin{array}{c}\cos (\mathrm{\ω}t+{\mathrm{\φ}}_p)\\ \sin (\mathrm{\ω}t+{\mathrm{\φ}}_p)\end{array}\right]+U_n\left[\begin{array}{c}\cos (-\mathrm{\ω}t+{\mathrm{\φ}}_n)\\ \sin (-\mathrm{\ω}t+{\mathrm{\φ}}_n)\end{array}\right],$

其中

将电网电压的采样信号u_a、u_b和u_c变换到α-β静止坐标系中，得到电网电压的α轴分量u_α和β轴分量u_β。

本发明的有益效果：本发明的电网电压同步信号提取装置在输入电压有不同频率谐波的情况下，不仅够提取出基波的同步信号，还可以提取α-β坐标系和d-q坐标系下不同频率的正负序分量，具有频率自适应性；本发明无需负序解耦或瞬时对称分量分离，只需要d-q同步旋转坐标系变换电路T_dq和反馈，在单同步参考坐标系下实现了基波正负序分量的分离提取，具有在结构更加简单、运算量更小的优势。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：

图1是本发明的结构示意图；

图2是输入电压发生谐波突变时各个坐标系下电压基波信号的波形图；

图2a是输入电压发生谐波突变时输入电压和相角的波形图；

图2b是输入电压发生谐波突变时dq坐标系下电压基波信号的波形图；

图2c是输入电压发生谐波突变时αβ坐标系下电压基波信号的波形图；

图3是带有谐波的输入电压发生不对称突变时各个坐标系下电压基波信号的波形图；

图3a是带有谐波的输入电压发生不对称突变时输入电压和相角的波形图；

图3b是带有谐波的输入电压发生不对称突变时dq坐标系下电压基波信号的实验波形图；

图3c是带有谐波的输入电压发生不对称突变时αβ坐标系下电压基波信号的实波形图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：图1是本发明的结构示意图；图2是输入电压发生谐波突变时各个坐标系下电压基波信号的波形图；图2a是输入电压发生谐波突变时输入电压和相角的波形图；图2b是输入电压发生谐波突变时dq坐标系下电压基波信号的波形图；图2c是输入电压发生谐波突变时αβ坐标系下电压基波信号的波形图；图3是带有谐波的输入电压发生不对称突变时各个坐标系下电压基波信号的波形图；图3a是带有谐波的输入电压发生不对称突变时输入电压和相角的波形图；图3b是带有谐波的输入电压发生不对称突变时dq坐标系下电压基波信号的实验波形图；图3c是带有谐波的输入电压发生不对称突变时αβ坐标系下电压基波信号的实波形图。

如图1所示，本实施例中的多通道的电网电压同步信号提取装置，包括α-β静止坐标系变换电路T_αβ，不同频率的正负序d-q同步旋转坐标系变换电路e^jωt、e^-jωt、e^j5ωt和e^-j7ωt，减法器，PI调节器，积分器，比例运算器；

所述α-β静止坐标系变换电路T_αβ，用于将电网电压的采样信号u_a、u_b和u_c变换到α-β静止坐标系中，获取电网电压的α轴分量u_α和β轴分量u_β；

所述不同频率的正负序d-q同步旋转坐标系变换电路e^jωt、e^-jωt、e^j5ωt和e^-j7ωt，用于将u_α和u_β变换到d-q同步旋转坐标系中，获取电网电压不同频率的正负序d轴分量和q轴分量；

所述减法器，用于将输出分量和反馈之后与α-β静止坐标系变换电路T_αβ的输出分量u_α和u_β相减，得到并输出误差值ε，

通过多个通道对各次谐波在不同坐标系下的信号进行输出。

在本实施例中，u_a、u_b和u_c可以表示为：

$u_i=U_{p}cos(\mathrm{\ω}t+{\mathrm{\φ}}_p-k_i\frac{2\mathrm{\π}}{3})+U_{n}cos(-\mathrm{\ω}t+{\mathrm{\φ}}_n-k_i\frac{2\mathrm{\π}}{3});$

其中，当i＝a,b,c时，对应的k_i＝0,1,2；U_p为正序分量的幅值，U_n为负序分量的幅值，φ_p为正序分量的初始相位角，φ_n为负序分量的初始相位角，ω为基波角频率。

α-β静止坐标系变换电路T_αβ通过下式将u_a、u_b和u_c变换到α-β静止坐标系中，得到电网电压的α轴分量u_α和β轴分量u_β：

其中

其中，d-q同步旋转坐标系变换电路e^jωt，e^-jωt，e^j5ωt和e^-j7ωt，用于将α-β静止坐标系变换电路T_αβ输出的u_α和u_β变换到d-q同步旋转坐标系中，得到电网电压不同频率的正负序信号。

本实施例中的d-q同步旋转坐标系变换电路e^jωt，e^-jωt，e^j5ωt和e^-j7ωt是通过e^jnωt和e^-jnωt进行不同频率，不同方向的坐标系旋转实现，其中积分器电路主要是与反馈结合在一起，实现各个通道信号的无静差追踪，PI调节器、积分器顺序连接，对u_q ⁺¹进行PI调节得到基波角频率ω，对ω积分得到正序分量的相位角θ。同时θ作为反馈输入到d-q同步旋转变换电路，实现θ的闭环追踪。

在本实施例中，不同频率的正负序d-q同步旋转坐标系变换电路e^jωt、e^-jωt、e^j5ωt和e^-j7ωt，其中e^jωt为基频正序变换，e^-jωt为基频负序变换，e^j5ωt为5次谐波的正序变换，e^-j7ωt为7次谐波的负序变换。将u_α和u_β变换到d-q同步旋转坐标系中，得到输入电压在不同频率下的正负序d轴分量和q轴分量：和分别利用多个通道的积分器跟踪提取特定频率的正负序输出，将不同积分器的输出经过反变换，获得到α-β静止坐标系下不同频率的输出和通过各个通道的输出反馈，与电网电压的采样信号u_a、u_b和u_c通过α-β静止坐标系变换电路T_αβ变换得到的信号u_α和u_β相减得到误差信号ε，反馈与积分器一同构成闭环控制。

下面列举一个实施例进行详细说明：

设置基波电压值为110V，电压幅值刻度采取80V/格，相位角刻度采取π/div。输入电压发生谐波突变的条件为：输入电压对称时，三相电压幅值为u_a＝u_b＝u_c＝110v；突变时分别增加10％的五次谐波和10％的七次谐波，即其波形图如图2a、2b、2c所示；带谐波输入电压发生不对称跌落的条件为：输入电压对称时，三相电压幅值为u_a＝u_b＝u_c＝110v；五次电压谐波和七次电压谐波为 发生a相跌落时，a相电压突变为55v,即u_a＝55v，其波形如图3a、3b、3c所示。通过图2和图3可以看出，本实施例中的多通道电网电压同步信号提取装置能够在电网电压不对称和输入带有谐波的情况下，快速、准确地提取电网电压的基波同步信号和输出基波和各次谐波在不同坐标系的信号。

相应地，本发明还提供了一种多通道的电网电压同步信号提取方法，包括

步骤1、将电网电压的采样信号u_a、u_b和u_c变换到α-β静止坐标系中，获取电网电压的α轴分量u_α和β轴分量u_β；

步骤2、将所述电网电压的α轴分量u_α和β轴分量u_β变换到d-q同步旋转坐标系中，得到输入电压在不同频率下的正负序d轴分量和q轴分量：和

步骤3、分别利用多个通道的积分器跟踪提取特定频率的正负序输出；

步骤4、将不同积分器的输出经过反变换，获取α-β静止坐标系下不同频率的输出和

步骤5、将各个通道的输出反馈与电网电压的采样信号u_a、u_b和u_c通过α-β静止坐标系变换电路T_αβ变换，得到的信号u_α和u_β相减得到误差信号ε，反馈与积分器一同构成闭环控制；

步骤6、对所述误差信号ε进行PI调节得到基波角频率ω，对所述基波角频率ω积分得到基波的相位角θ；

步骤7、将反馈输入到变换器中，通过将基波角频率ω乘以1/(2π)得到并输出基波和各次谐波频率信号f。

本实施例中的不同频率下的正负序d轴分量和q轴分量：和通过不同频率的正负序d-q同步旋转坐标系变换电路e^jωt、e^-jωt、e^j5ωt和e^-j7ωt获取，其中e^jωt为基频正序变换，e^-jωt为基频负序变换，e^j5ωt为5次谐波的正序变换，e^-j7ωt为7次谐波的负序变换。

本实施例中的u_a、u_b和u_c的表达式为：

$u_i=U_{p}cos(\mathrm{\ω}t+{\mathrm{\φ}}_p-k_i\frac{2\mathrm{\π}}{3})+U_{n}cos(-\mathrm{\ω}t+{\mathrm{\φ}}_n-k_i\frac{2\mathrm{\π}}{3}),$

当i＝a,b,c时，对应的k_i＝0,1,2；

其中,U_p为正序分量的幅值，U_n为负序分量的幅值，φ_p为正序分量的初始相位角，φ_n为负序分量的初始相位角，ω为基波角频率。

通过如下公式获取电网电压的α轴分量u_α和β轴分量u_β：

$\left[\begin{array}{c}{u}_{\mathrm{\α}}\\ u_{\mathrm{\β}}\end{array}\right]=T_{\mathrm{\α}\mathrm{\β}}\left[\begin{array}{c}{u}_a\\ u_b\\ u_c\end{array}\right]=U_p\left[\begin{array}{c}cos(\mathrm{\ω}t+{\mathrm{\φ}}_p)\\ sin(\mathrm{\ω}t+{\mathrm{\φ}}_p)\end{array}\right]+U_n\left[\begin{array}{c}cos(-\mathrm{\ω}t+{\mathrm{\φ}}_n)\\ sin(-\mathrm{\ω}t+{\mathrm{\φ}}_n)\end{array}\right],$

其中

将电网电压的采样信号u_a、u_b和u_c变换到α-β静止坐标系中，得到电网电压的α轴分量u_α和β轴分量u_β。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种多通道的电网电压同步信号提取装置，其特征在于：包括α-β静止坐标系变换电路T_αβ，不同频率的正负序d-q同步旋转坐标系变换电路e^jωt、e^-jωt、e^j5ωt和e^-j7ωt，减法器，PI调节器，积分器，比例运算器；

所述α-β静止坐标系变换电路T_αβ，用于将电网电压的采样信号u_a、u_b和u_c变换到α-β静止坐标系中，获取电网电压的α轴分量u_α和β轴分量u_β；

所述不同频率的正负序d-q同步旋转坐标系变换电路e^jωt、e^-jωt、e^j5ωt和e^-j7ωt，用于将u_α和u_β变换到d-q同步旋转坐标系中，获取电网电压不同频率的正负序d轴分量和q轴分量；

所述减法器，用于将输出分量和反馈之后与α-β静止坐标系变换电路T_αβ的输出分量u_α和u_β相减，得到并输出误差值ε，

通过多个通道对各次谐波在不同坐标系下的信号进行输出。

2.根据权利要求1所述的多通道的电网电压同步信号提取装置，其特征在于：所述不同频率的正负序d-q同步旋转坐标系变换电路e^jωt、e^-jωt、e^j5ωt和e^-j7ωt，其中e^jωt为基频正序变换，e^-jωt为基频负序变换，e^j5ωt为5次谐波的正序变换，e^-j7ωt为7次谐波的负序变换。

3.根据权利要求2所述的多通道的电网电压同步信号提取装置，其特征在于：所述u_a、u_b和u_c的表达式为：

$u_i=U_{p}cos(\mathrm{\ω}t+{\mathrm{\φ}}_p-k_i\frac{2\mathrm{\π}}{3})+U_{n}cos(-\mathrm{\ω}t+{\mathrm{\φ}}_n-k_i\frac{2\mathrm{\π}}{3}),$

当i＝a,b,c时，对应的k_i＝0,1,2；

其中,U_p为正序分量的幅值，U_n为负序分量的幅值，φ_p为正序分量的初始相位角，φ_n为负序分量的初始相位角，ω为基波角频率。

4.根据权利要求4所述的多通道的电网电压同步信号提取装置，其特征在于：所述α-β静止坐标系变换电路T_αβ通过如下公式获取电网电压的α轴分量u_α和β轴分量u_β：

$\left[\begin{array}{c}{u}_{\mathrm{\α}}\\ u_{\mathrm{\β}}\end{array}\right]=T_{\mathrm{\α}\mathrm{\β}}\left[\begin{array}{c}{u}_a\\ u_b\\ u_c\end{array}\right]=U_p\left[\begin{array}{c}cos(\mathrm{\ω}t+{\mathrm{\φ}}_p)\\ sin(\mathrm{\ω}t+{\mathrm{\φ}}_p)\end{array}\right]+U_n\left[\begin{array}{c}cos(-\mathrm{\ω}t+{\mathrm{\φ}}_n)\\ sin(-\mathrm{\ω}t+{\mathrm{\φ}}_n)\end{array}\right],$

其中

将电网电压的采样信号u_a、u_b和u_c变换到α-β静止坐标系中，得到电网电压的α轴分量u_α和β轴分量u_β。

5.根据权利要求4所述的多通道的电网电压同步信号提取装置，其特征在于：将所述u_α和u_β变换到d-q同步旋转坐标系中，得到输入电压在不同频率下的正负序d轴分量和q轴分量：和分别利用多个通道的积分器跟踪提取特定频率的正负序输出，将不同积分器的输出经过反变换，获得到α-β静止坐标系下不同频率的输出和通过各个通道的输出反馈，与电网电压的采样信号u_a、u_b和u_c通过α-β静止坐标系变换电路T_αβ变换得到的信号u_α和u_β相减得到误差信号ε，反馈与积分器一同构成闭环控制。

6.根据权利要求5所述的多通道的电网电压同步信号提取装置，其特征在于：对误差信号ε进行PI调节，获取基波角频率ω，并对所述基波角频率ω积分获取基波的相位角θ，作为反馈输入变换器中，获取并输出基波和各次谐波频率信号。

7.一种多通道的电网电压同步信号提取方法，其特征在于：

步骤1、将电网电压的采样信号u_a、u_b和u_c变换到α-β静止坐标系中，获取电网电压的α轴分量u_α和β轴分量u_β；

步骤2、将所述电网电压的α轴分量u_α和β轴分量u_β变换到d-q同步旋转坐标系中，得到输入电压在不同频率下的正负序d轴分量和q轴分量：和

步骤3、分别利用多个通道的积分器跟踪提取特定频率的正负序输出；

步骤4、将不同积分器的输出经过反变换，获取α-β静止坐标系下不同频率的输出和

步骤5、将各个通道的输出反馈与电网电压的采样信号u_a、u_b和u_c通过α-β静止坐标系变换电路T_αβ变换，得到的信号u_α和u_β相减得到误差信号ε，反馈与积分器一同构成闭环控制；

步骤6、对所述误差信号ε进行PI调节得到基波角频率ω，对所述基波角频率ω积分得到基波的相位角θ；

步骤7、将反馈输入到变换器中，通过将基波角频率ω乘以1/(2π)得到并输出基波和各次谐波频率信号f。

8.根据权利要求7所述的多通道的电网电压同步信号提取方法，其特征在于：所述不同频率下的正负序d轴分量和q轴分量：和通过不同频率的正负序d-q同步旋转坐标系变换电路e^jωt、e^-jωt、e^j5ωt和e^-j7ωt获取，其中e^jωt为基频正序变换，e^-jωt为基频负序变换，e^j5ωt为5次谐波的正序变换，e^-j7ωt为7次谐波的负序变换。

9.根据权利要求7所述的多通道的电网电压同步信号提取方法，其特征在于：所述u_a、u_b和u_c的表达式为：

$u_i=U_{p}cos(\mathrm{\ω}t+{\mathrm{\φ}}_p-k_i\frac{2\mathrm{\π}}{3})+U_{n}cos(-\mathrm{\ω}t+{\mathrm{\φ}}_n-k_i\frac{2\mathrm{\π}}{3}),$

当i＝a,b,c时，对应的k_i＝0,1,2；

其中,U_p为正序分量的幅值，U_n为负序分量的幅值，φ_p为正序分量的初始相位角，φ_n为负序分量的初始相位角，ω为基波角频率。

10.根据权利要求9所述的多通道的电网电压同步信号提取装置，其特征在于：通过如下公式获取电网电压的α轴分量u_α和β轴分量u_β：

$\left[\begin{array}{c}{u}_{\mathrm{\α}}\\ u_{\mathrm{\β}}\end{array}\right]=T_{\mathrm{\α}\mathrm{\β}}\left[\begin{array}{c}{u}_a\\ u_b\\ u_c\end{array}\right]=U_p\left[\begin{array}{c}cos(\mathrm{\ω}t+{\mathrm{\φ}}_p)\\ sin(\mathrm{\ω}t+{\mathrm{\φ}}_p)\end{array}\right]+U_n\left[\begin{array}{c}cos(-\mathrm{\ω}t+{\mathrm{\φ}}_n)\\ sin(-\mathrm{\ω}t+{\mathrm{\φ}}_n)\end{array}\right],$

其中

将电网电压的采样信号u_a、u_b和u_c变换到α-β静止坐标系中，得到电网电压的α轴分量u_α和β轴分量u_β。