CN111313536A - 相位差自适应补偿方法及终端设备 - Google Patents
相位差自适应补偿方法及终端设备 Download PDFInfo
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Abstract
本发明适用于相位跟踪技术领域，公开了一种相位差自适应补偿方法及终端设备，包括：获取第一电压的瞬时值和第二电压的瞬时值，并根据第一电压的瞬时值确定第一电压过零点时的触发信号，根据第二电压的瞬时值确定第二电压过零点时的触发信号；根据第一电压过零点时的触发信号和第二电压过零点时的触发信号，确定第一电压过零点和第二电压过零点的时间差；根据时间差计算第一电压过零点和第二电压过零点的相位差；根据相位差进行相位补偿。本发明可以实现对第一电压过零点和第二电压过零点的相位差的自适应补偿，能够提高效率，增强在不同的电网环境中的适应性。
Description
技术领域
本发明属于相位跟踪技术领域，尤其涉及一种相位差自适应补偿方法及终端设备。
背景技术
由于软件锁相方法相比于硬件锁相电路能够极大地降低成本，因此软件锁相方法已经得到广泛应用，尤其是在UPS(Uninterruptible Power System，不间断电源)领域。但是，由于数字锁相环路性能等因素，导致软件锁相方法在稳态时锁相相位与实际相位之间存在静态偏差。
在UPS应用中，逆变输出相位跟踪旁路相位时，过零点处存在相位差。目前，通常通过固定相位补偿的方法来改进过零点处存在的相位差，但是，这种方法需要人工进行测量和设置，导致效率较低且在不同的电网环境中适应性较差。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种相位差自适应补偿方法及终端设备，以解决现有技术由于需要人工进行测量和设置，导致效率较低且在不同的电网环境中适应性较差的问题。
本发明实施例的第一方面提供了一种相位差自适应补偿方法，包括：
获取第一电压的瞬时值和第二电压的瞬时值，并根据第一电压的瞬时值确定第一电压过零点时的触发信号，根据第二电压的瞬时值确定第二电压过零点时的触发信号；其中，若为单机，则第一电压为单机的逆变输出电压，第二电压为单机的旁路电压；若为多机，则第一电压为多机中的任意一个从机的输出电压，第二电压为多机中的主机的输出电压或集中旁路的输出电压；
根据第一电压过零点时的触发信号和第二电压过零点时的触发信号，确定第一电压过零点和第二电压过零点的时间差；
根据时间差计算第一电压过零点和第二电压过零点的相位差；
根据相位差进行相位补偿。
本发明实施例的第二方面提供了一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现如第一方面所述相位差自适应补偿方法的步骤。
本发明实施例的第三方面提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被一个或多个处理器执行时实现如第一方面所述相位差自适应补偿方法的步骤。
本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是：本发明实施例首先获取第一电压的瞬时值和第二电压的瞬时值，并根据第一电压的瞬时值确定第一电压过零点时的触发信号，根据第二电压的瞬时值确定第二电压过零点时的触发信号，然后根据第一电压过零点时的触发信号和第二电压过零点时的触发信号，确定第一电压过零点和第二电压过零点的时间差，根据时间差计算第一电压过零点和第二电压过零点的相位差，最后根据相位差进行相位补偿，可以实现对第一电压过零点和第二电压过零点的相位差的自适应补偿，能够提高效率，增强在不同的电网环境中的适应性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一实施例提供的相位差自适应补偿方法的实现流程示意图；
图2是本发明一实施例提供的相位差自适应补偿方法的示意图；
图3是本发明一实施例提供的相位差自适应补偿系统的示意框图；
图4是本发明一实施例提供的终端设备的示意框图。
具体实施方式
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本申请。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。
为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
图1是本发明一实施例提供的相位差自适应补偿方法的实现流程示意图，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。本发明实施例的执行主体可以是终端设备。如图1所示，该方法可以包括以下步骤：
S101：获取第一电压的瞬时值和第二电压的瞬时值，并根据第一电压的瞬时值确定第一电压过零点时的触发信号，根据第二电压的瞬时值确定第二电压过零点时的触发信号；其中，若为单机，则第一电压为单机的逆变输出电压，第二电压为单机的旁路电压；若为多机，则第一电压为多机中的任意一个从机的输出电压，第二电压为多机中的主机的输出电压或集中旁路的输出电压。
在单机UPS中，若逆变出现故障，则切换至旁路供电，因此，若逆变输出电压与旁路电压之间存在相位差，容易导致UPS供电出现问题。在多机UPS中，若主机输出电压或集中旁路的输出电压与从机输出电压之间存在相位差，也容易导致UPS供电出现问题。
本发明实施例提供了一种相位差自适应补偿方法，可以实时对第一电压与第二电压之间的相位差进行自适应补偿，以保证第一电压与第二电压保持一致。其中，若为单机UPS工作，则第一电压为单机UPS的逆变输出电压，第二电压为单机UPS的旁路电压。若为多机，即多台UPS同时工作时，第一电压为多机中的任意一个从机的输出电压，第二电压为多机中的主机的输出电压或集中旁路的输出电压。
在本发明实施例中，实时获取第一电压的瞬时值和第二电压的瞬时值。示例性地，在单机UPS中，可以通过采样电路，每隔一个采样周期，对逆变输出以及旁路输入进行采样得到第一电压的瞬时值和第二电压的瞬时值。在多机中，可以通过采样电路，每隔一个采样周期，对每台从机的输出电压，和主机的输出电压或集中旁路的输出电压进行采样得到第一电压的瞬时值和第二电压的瞬时值。
在获取第一电压瞬时值和第二电压瞬时值后，可以根据第一电压瞬时值确定第一电压过零点时的触发信号，根据第二电压瞬时值确定第二电压过零点时的触发信号。
其中，第一电压过零点时的触发信号可以反映出第一电压的进入正半周的过零时刻(即从负半周进入正半周的时刻)和进入负半周的过零时刻(即从正半周进入负半周的时刻)。第二电压过零点时的触发信号可以反映出第二电压的进入正半周的过零时刻和进入负半周的过零时刻。
在本发明的一个实施例中，上述S101中的“根据第一电压的瞬时值确定第一电压过零点时的触发信号，根据第二电压的瞬时值确定第二电压过零点时的触发信号”，可以包括以下步骤：
根据第一电压的瞬时值计算第一电压的滤波值，并根据第二电压的瞬时值计算第二电压的滤波值；
根据第一电压的滤波值，在第一电压进入正半周时，将第一电压过零点时的触发信号设为第一预设信号，在第一电压进入负半周时，将第一电压过零点时的触发信号设为第二预设信号；
根据第二电压的滤波值，在第二电压进入正半周时，将第二电压过零点时的触发信号设为第一预设信号，在第二电压进入负半周时，将第二电压过零时的触发信号设为第二预设信号。
在本发明实施例中，可以根据第一电压的瞬时值计算第一电压的滤波值，根据第二电压的瞬时值计算第二电压的滤波值，并根据滤波值实时判断对应的电压进入正半周还是负半周。采用滤波值判断对应电压进入正半周还是负半周，可以减小判断误差。
具体地，当第一电压的滤波值由负值变化为正值，即当检测到第一电压的滤波值大于0时，确认第一电压进入正半周，此时，将第一电压过零点时的触发信号设为第一预设信号；当第一电压的滤波值由正值变化为负值，即当检测到第一电压的滤波值小于0时，确认第一电压进入负半周，此时，将第一电压过零点时的触发信号设为第二预设信号。
当第二电压的滤波值由负值变化为正值，即当检测到第二电压的滤波值大于0时，确认第二电压进入正半周，此时，将第二电压过零点时的触发信号设为第一预设信号；当第二电压的滤波值由正值变化为负值，即当检测到第二电压的滤波值小于0时，确认第二电压进入负半周，此时，将第二电压过零点时的触发信号设为第二预设信号。
其中，第一预设信号和第二预设信号可以根据实际需求进行设置。示例性地，可以是第一预设信号为1，第二预设信号为0；也可以是第一预设信号为0，第二预设信号为1，等等。
通过第一电压过零点时的触发信号可以确定第一电压何时进入正半周，何时进入负半周；通过第二电压过零点时的触发信号可以确定第二电压何时进入正半周，何时进入负半周。
在本发明的一个实施例中，上述根据第一电压的瞬时值计算第一电压的滤波值的计算公式为：
VILi＝k1×VIsi+(1-k1)×VILi-1
其中，VILi为第i次计算的第一电压的滤波值；k1为预设的第一滤波加权系数；VISi为第i次的第一电压的瞬时值；VILi-1为第i-1次计算的第一电压的滤波值；
根据第二电压的瞬时值计算第二电压的滤波值的计算公式为：
VBLi＝k2×VBSi+(1-k2)×VBLi-1
其中，VBLi为第i次计算的第二电压的滤波值；k2为预设的第二滤波加权系数；VBSi为第i次的第二电压的瞬时值；VBLi-1为第i-1次计算的第二电压的滤波值。
在本发明实施例中，每次获取的第一电压的瞬时值和第二电压的瞬时值都会计算得到对应的第一电压的滤波值和第二电压的滤波值。具体地，根据本次获取的第一电压的瞬时值和上一次计算得到的第一电压的滤波值可以计算得到本次第一电压的滤波值。根据本次获取的第二电压的瞬时值和上一次计算得到的第二电压的滤波值可以计算得到本次第二电压的滤波值。其中，i的取值为大于1的正整数。首次的第一电压的滤波值可以等于首次获取的第一电压的瞬时值；首次的第二电压的滤波值可以等于首次获取的第二电压的瞬时值。
第一滤波加权系数和第二滤波加权系数可以根据实际需求进行设置，可以相同，也可以不同。
使用上述公式对电压进行滤波，可以避免输入控制环路的采样值波动不会过大，同时避免经过滤波后的输出值过度滞后于系统真实采样值，确保滤波值的准确性。
S102：根据第一电压过零点时的触发信号和第二电压过零点时的触发信号，确定第一电压过零点和第二电压过零点的时间差。
在本发明的一个实施例中，上述S102可以包括以下步骤：
根据第二电压过零点时的触发信号判断第二电压是否进入正半周过零状态，并根据第一电压过零点时的触发信号判断第一电压是否进入正半周过零状态；
若首先确定第二电压进入正半周过零状态，则从零开始计数，直至确定第一电压进入正半周过零状态，停止计数，得到计数值；
若首先确定第一电压进入正半周过零状态，则从零开始计数，直至确定第二电压进入正半周过零状态，停止计数，得到计数值；
根据计数值和计数间隔时间，得到第一电压过零点和第二电压过零点的时间差。
在本发明实施例中，可以实时根据第二电压过零点时的触发信号判断第二电压是否进入正半周过零状态，同时可以实时根据第一电压过零点时的触发信号判断第一电压是否进入正半周过零状态。若首先确定第二电压进入正半周过零状态，即第一电压过零点相位滞后于第二电压过零点相位，则记录从确定第二电压进入正半周过零状态到确定第一电压进入正半周过零状态的时间间隔，作为第一电压过零点和第二电压过零点的时间差。若首先确定第一电压进入正半周过零状态，即第一电压过零点相位超前于第二电压过零点相位，则记录从确定第一电压进入正半周过零状态到确定第二电压进入正半周过零状态的时间间隔，作为第一电压过零点和第二电压过零点的时间差。
其中，正半周过零状态是指电压从负值变化为正值的状态，即对应的触发信号由第二预设信号变为第一预设信号的时刻。
具体地，实时监测第二电压过零点时的触发信号是否由第二预设信号变为第一预设信号，若是，则确定第二电压进入正半周过零状态，若否，则确定第二电压未进入正半周过零状态。同时实时监测第一电压过零点时的触发信号是否由第二预设信号变为第一预设信号，若是，则确定第一电压进入正半周过零状态，若否，则确定第一电压未进入正半周过零状态。
若首先确定第二电压进入正半周过零状态，即首先监测到第二电压过零点时的触发信号由第二预设信号变为第一预设信号，则从此时通过中断计数器从零开始计数，计数到确定第一电压进入正半周过零状态，即监测到第一电压过零点时的触发信号由第二预设信号变为第一预设信号，停止计数，记录此时的中断计数器的计数值。
若首先确定第一电压进入正半周过零状态，即首先监测到第一电压过零点时的触发信号由第二预设信号变为第一预设信号，则从此时通过中断计数器从零开始计数，计数到确定第二电压进入正半周过零状态，即监测到第二电压过零点时的触发信号由第二预设信号变为第一预设信号，停止计数，记录此时的中断计数器的计数值。
中断计数器的计数值乘以计数间隔时间(即中断周期时间，单位为μs)，得到第一电压过零点和第二电压过零点的时间差。
其中，中断计数器每次停止计数之后都进行清零操作。
可选地，本发明实施例还可以根据第二电压过零点时的触发信号判断第二电压是否进入负半周过零状态，并根据第一电压过零点时的触发信号判断第一电压是否进入负半周过零状态；
若首先确定第二电压进入负半周过零状态，则从零开始计数，直至确定第一电压进入负半周过零状态，停止计数，得到计数值；
若首先确定第一电压进入负半周过零状态，则从零开始计数，直至确定第二电压进入负半周过零状态，停止计数，得到计数值；
根据计数值和计数间隔时间，得到第一电压过零点和第二电压过零点的时间差。
具体过程与上述步骤类似，在此不再赘述。
由于第二电压过零点时的触发信号和第一电压过零点时的触发信号不一定在同个周期内，因此还需要注意处理两者跨周期过零时刻的处理。
在本发明的一个实施例中，在上述根据计数值和计数间隔时间，得到第一电压过零点和第二电压过零点的时间差之前，还包括：
判断计数值是否超过计数阈值；计数阈值为一个工频周期除以计数间隔时间得到的数值；
若计数值超过计数阈值，则将计数值减去计数阈值得到修正后的计数值；
相应的，根据计数值和计数间隔时间，得到第一电压过零点和第二电压过零点的时间差，包括：
根据修正后的计数值和计数间隔时间，得到第一电压过零点和第二电压过零点的时间差。
其中，工频周期可以是根据软件锁相方法得到的频率计算得到的工频周期。
若计数值超过一个工频周期内的总的计数值(即计数阈值)，则可以确定第二电压过零点时的触发信号和第一电压过零点时的触发信号不在同个周期内，则用计数值减去计数阈值得到修正后的计数值。若修正后的计数值小于计数阈值，则根据修正后的计数值计算第一电压过零点和第二电压过零点的时间差；若修正后的计数值仍超过计数阈值，则继续用修正后的计数值减去计数阈值，直至得到的计数值小于计数阈值。也就是说，最终得到的修正后的计数值大于0且小于计数阈值。
若计数值小于计数阈值，则可以确定第二电压过零点时的触发信号和第一电压过零点时的触发信号在同个周期内，则可以直接根据计数值计算得到第一电压过零点和第二电压过零点的时间差。
示例性地，假设根据软件锁相方法得到的频率为50HZ，则工频周期为0.02s，即20000μs。假设计数间隔时间(即中断周期时间，可以由芯片参数确定)为52μs，则计数阈值为20000μs/52μs＝384.6。若计数值超过该计数阈值，则用计数值减去该计数阈值得到修正后的计数值。
S103：根据时间差计算第一电压过零点和第二电压过零点的相位差。
在本发明的一个实施例中，上述S103的计算公式为：
Δθ＝2×π×Δt×f×10-6
其中，Δθ为所述相位差；Δt为所述时间差；f为旁路频率。
计算出的相位差存在两种情况，一种是第一电压过零点相位超前第二电压过零点相位，另一种是逆变电压过零点相位滞后第二电压过零点相位。相对参考点的选取，决定了两种情况下的相位差为正偏差或负偏差，可以根据实际需求确定。
S104：根据相位差进行相位补偿。
在本发明的一个实施例中，参见图2，上述S104可以包括以下步骤：
获取相位差给定值，并用相位差给定值减去相位差Δθ得到第一差值；
对第一差值进行PI(Proportion Integration，比例积分)控制得到第二差值；
获取软件锁相方法计算得到的相位值θE，并将软件锁相方法计算得到的相位值θE加上第二差值得到相位补偿后的相位值θ。
可选地，相位差给定值为0。可以根据现有方法对第一差值进行比例积分调节得到第二差值。
在本发明的一个实施例中，在S104之前，还可以包括以下步骤：
根据第二电压过零点时的触发信号，获取第二电压本次过零点与上一次过零点的时间间隔；
根据软件锁相方法得到的频率计算得到工频周期；
若时间间隔与工频周期的差值未在预设误差范围内，则舍弃本次计算的相位差，并跳转至根据第一电压过零点时的触发信号和第二电压过零点时的触发信号，确定第一电压过零点和第二电压过零点的时间差的步骤循环执行，直至时间间隔与工频周期的差值在预设误差范围内；
若时间间隔与工频周期的差值在预设误差范围内，则继续执行根据相位差进行相位补偿的步骤。
在本发明实施例中，可以根据第二电压过零点时的触发信号，获取第二电压本次过零点与上一次过零点的时间间隔。具体地，可以根据第二电压过零点时的触发信号，获取第二电压本次进入正半周过零状态与上一次进入正半周过零状态的时间间隔。也可以根据第二电压过零点时的触发信号，获取第二电压本次进入负半周过零状态与上一次进入负半周过零状态的时间间隔。
判断该时间间隔与工频周期的差值是否在预设误差范围内，即判断该时间间隔与工频周期是否大致相等。若该时间间隔与工频周期的差值未在预设误差范围内，说明第二电压存在谐波，则舍弃本次计算的相位差，重新计算相位差，直至该时间间隔与工频周期的差值在预设误差范围内。若该时间间隔与工频周期的差值在预设误差范围内，则根据本次计算的相位差进行相位补偿。
当第二电压存在幅值较大的谐波时，可能出现第二电压在一个工频周期内多次过零的现象，此时会造成过零判断失效，导致补偿不准确，通过上述步骤可以避免这种情况发生，提高相位补偿的准确性。上述步骤在相位补偿过程中是实时进行的。
本发明实施例可以实现相位差的自适应补偿，克服UPS使用软件锁相方式带来的缺陷，有效解决第一电压与第二电压存在稳态相位差的问题，能够提高相位补偿的效率，增强在不同的电网环境中的适应性，同时避免电压谐波干扰带来的相位补偿不准确问题，能够提高UPS的自适应能力；并且能够实现单机中的逆变输出电压和旁路电压的相位差的自适应补偿，也可以实现多机中的从机输出电压和主机输出电压的相位差的自适应补偿。
应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
图3是本发明一实施例提供的相位差自适应补偿系统的示意框图，为了便于说明，仅示出与本发明实施例相关的部分。
在本发明实施例中，相位差自适应补偿系统30可以包括触发信号确定模块301、时间差确定模块302、相位差计算模块303和相位补偿模块304。
其中，触发信号确定模块301，用于获取第一电压的瞬时值和第二电压的瞬时值，并根据第一电压的瞬时值确定第一电压过零点时的触发信号，根据第二电压的瞬时值确定第二电压过零点时的触发信号；其中，若为单机，则第一电压为单机的逆变输出电压，第二电压为单机的旁路电压；若为多机，则第一电压为多机中的任意一个从机的输出电压，第二电压为多机中的主机的输出电压或集中旁路的输出电压；
时间差确定模块302，用于根据第一电压过零点时的触发信号和第二电压过零点时的触发信号，确定第一电压过零点和第二电压过零点的时间差；
相位差计算模块303，用于根据时间差计算第一电压过零点和第二电压过零点的相位差；
相位补偿模块304，用于根据相位差进行相位补偿。
可选地，触发信号确定模块301可以包括滤波值计算单元、第一触发信号确定单元和第二触发信号确定单元；
其中，滤波值计算单元，用于根据第一电压的瞬时值计算第一电压的滤波值，并根据第二电压的瞬时值计算第二电压的滤波值；
第一触发信号确定单元，用于根据第一电压的滤波值，在第一电压进入正半周时，将第一电压过零点时的触发信号设为第一预设信号，在第一电压进入负半周时，将第一电压过零点时的触发信号设为第二预设信号；
第二触发信号确定单元，用于根据第二电压的滤波值，在第二电压进入正半周时，将第二电压过零点时的触发信号设为第一预设信号，在第二电压进入负半周时，将第二电压过零时的触发信号设为第二预设信号。
可选地，在滤波值计算单元中，根据第一电压的瞬时值计算第一电压的滤波值的计算公式为：
VILi＝k1×VISi+(1-k1)×VILi-1
其中，VILi为第i次计算的第一电压的滤波值；k1为预设的第一滤波加权系数；VISi为第i次的第一电压的瞬时值；VILi-1为第i-1次计算的第一电压的滤波值；
根据第二电压的瞬时值计算第二电压的滤波值的计算公式为：
VBLi＝k2×VBSi+(1-k2)×VBLi-1
其中，VBLi为第i次计算的第二电压的滤波值；k2为预设的第二滤波加权系数；VBSi为第i次的第二电压的瞬时值；VBLi-1为第i-1次计算的第二电压的滤波值。
可选地，时间差确定模块302具体用于：
根据第二电压过零点时的触发信号判断第二电压是否进入正半周过零状态，并根据第一电压过零点时的触发信号判断第一电压是否进入正半周过零状态；
若首先确定第二电压进入正半周过零状态，则从零开始计数，直至确定第一电压进入正半周过零状态，停止计数，得到计数值；
若首先确定第一电压进入正半周过零状态，则从零开始计数，直至确定第二电压进入正半周过零状态，停止计数，得到计数值；
根据计数值和计数间隔时间，得到第一电压过零点和第二电压过零点的时间差。
可选地，时间差确定模块302还可以用于：
判断计数值是否超过计数阈值；计数阈值为一个工频周期除以计数间隔时间得到的数值；
若计数值超过计数阈值，则将计数值减去计数阈值得到修正后的计数值；
根据修正后的计数值和计数间隔时间，得到第一电压过零点和第二电压过零点的时间差。
可选地，相位差自适应补偿系统30还可以包括谐波监测模块。
谐波监测模块，用于：
根据第二电压过零点时的触发信号，获取第二电压本次过零点与上一次过零点的时间间隔；
根据软件锁相方法得到的频率计算得到工频周期；
若时间间隔与工频周期的差值未在预设误差范围内，则舍弃本次计算的相位差，并跳转至根据第一电压过零点时的触发信号和第二电压过零点时的触发信号，确定第一电压过零点和第二电压过零点的时间差的步骤循环执行，直至时间间隔与工频周期的差值在预设误差范围内；
若时间间隔与工频周期的差值在预设误差范围内，则继续执行根据相位差进行相位补偿的步骤。
可选地，相位补偿模块304，具体用于：
获取相位差给定值，并用相位差给定值减去相位差得到第一差值；
对第一差值进行PI控制得到第二差值；
获取软件锁相方法计算得到的相位值，并将软件锁相方法计算得到的相位值加上第二差值得到相位补偿后的相位值。
可选地，在相位差计算模块303中，根据时间差计算第一电压过零点和第二电压过零点的相位差的计算公式为：
Δθ＝2×π×At×f×10-6
其中，Δθ为相位差；Δt为时间差；f为旁路频率。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述相位差自适应补偿系统的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述装置中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
图4是本发明一实施例提供的终端设备的示意框图。如图4所示，该实施例的终端设备40包括：一个或多个处理器401、存储器402以及存储在所述存储器402中并可在所述处理器401上运行的计算机程序403。所述处理器401执行所述计算机程序403时实现上述各个相位差自适应补偿方法实施例中的步骤，例如图1所示的步骤S101至S104。或者，所述处理器401执行所述计算机程序403时实现上述相位差自适应补偿系统实施例中各模块/单元的功能，例如图3所示模块301至304的功能。
示例性地，所述计算机程序403可以被分割成一个或多个模块/单元，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器402中，并由所述处理器401执行，以完成本申请。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序403在所述终端设备40中的执行过程。例如，所述计算机程序403可以被分割成触发信号确定模块、时间差确定模块、相位差计算模块和相位补偿模块，各模块具体功能如下：
触发信号确定模块，用于获取第一电压的瞬时值和第二电压的瞬时值，并根据第一电压的瞬时值确定第一电压过零点时的触发信号，根据第二电压的瞬时值确定第二电压过零点时的触发信号；其中，若为单机，则第一电压为单机的逆变输出电压，第二电压为单机的旁路电压；若为多机，则第一电压为多机中的任意一个从机的输出电压，第二电压为多机中的主机的输出电压或集中旁路的输出电压；
时间差确定模块，用于根据第一电压过零点时的触发信号和第二电压过零点时的触发信号，确定第一电压过零点和第二电压过零点的时间差；
相位差计算模块，用于根据时间差计算第一电压过零点和第二电压过零点的相位差；
相位补偿模块，用于根据相位差进行相位补偿。
其它模块或者单元可参照图3所示的实施例中的描述，在此不再赘述。
所述终端设备40可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述终端设备40包括但不仅限于处理器401、存储器402。本领域技术人员可以理解，图4仅仅是终端设备40的一个示例，并不构成对终端设备40的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述终端设备40还可以包括输入设备、输出设备、网络接入设备、总线等。
所述处理器401可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
所述存储器402可以是所述终端设备40的内部存储单元，例如终端设备40的硬盘或内存。所述存储器402也可以是所述终端设备40的外部存储设备，例如所述终端设备40上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，所述存储器402还可以既包括终端设备40的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器402用于存储所述计算机程序403以及所述终端设备40所需的其他程序和数据。所述存储器402还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的相位差自适应补偿系统和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的相位差自适应补偿系统实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括是电载波信号和电信信号。
以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种相位差自适应补偿方法，其特征在于，包括：
获取第一电压的瞬时值和第二电压的瞬时值，并根据所述第一电压的瞬时值确定第一电压过零点时的触发信号，根据所述第二电压的瞬时值确定第二电压过零点时的触发信号；
其中，若为单机，则所述第一电压为所述单机的逆变输出电压，所述第二电压为所述单机的旁路电压；若为多机，则所述第一电压为所述多机中的任意一个从机的输出电压，所述第二电压为所述多机中的主机的输出电压或集中旁路的输出电压；
根据所述第一电压过零点时的触发信号和所述第二电压过零点时的触发信号，确定第一电压过零点和第二电压过零点的时间差；
根据所述时间差计算第一电压过零点和第二电压过零点的相位差；
根据所述相位差进行相位补偿。
2.根据权利要求1所述的相位差自适应补偿方法，其特征在于，所述根据所述第一电压的瞬时值确定第一电压过零点时的触发信号，根据所述第二电压的瞬时值确定第二电压过零点时的触发信号，包括：
根据所述第一电压的瞬时值计算所述第一电压的滤波值，并根据所述第二电压的瞬时值计算所述第二电压的滤波值；
根据所述第一电压的滤波值，在第一电压进入正半周时，将第一电压过零点时的触发信号设为第一预设信号，在第一电压进入负半周时，将所述第一电压过零点时的触发信号设为第二预设信号；
根据所述第二电压的滤波值，在第二电压进入正半周时，将第二电压过零点时的触发信号设为所述第一预设信号，在第二电压进入负半周时，将所述第二电压过零时的触发信号设为所述第二预设信号。
3.根据权利要求2所述的相位差自适应补偿方法，其特征在于，所述根据所述第一电压的瞬时值计算所述第一电压的滤波值的计算公式为：
VILi＝k1×VISi+(1-k1)×VILi-1
其中，VILi为第i次计算的第一电压的滤波值；k1为预设的第一滤波加权系数；VISi为第i次的第一电压的瞬时值；VILi-1为第i-1次计算的第一电压的滤波值；
所述根据所述第二电压的瞬时值计算所述第二电压的滤波值的计算公式为：
VBLi＝k2×VBSi+(1-k2)×VBLi-1
其中，VBLi为第i次计算的第二电压的滤波值；k2为预设的第二滤波加权系数；VBSi为第i次的第二电压的瞬时值；VBLi-1为第i-1次计算的第二电压的滤波值。
4.根据权利要求1所述的相位差自适应补偿方法，其特征在于，所述根据所述第一电压过零点时的触发信号和所述第二电压过零点时的触发信号，确定第一电压过零点和第二电压过零点的时间差，包括：
根据所述第二电压过零点时的触发信号判断第二电压是否进入正半周过零状态，并根据所述第一电压过零点时的触发信号判断第一电压是否进入正半周过零状态；
若首先确定第二电压进入正半周过零状态，则从零开始计数，直至确定第一电压进入正半周过零状态，停止计数，得到计数值；
若首先确定第一电压进入正半周过零状态，则从零开始计数，直至确定第二电压进入正半周过零状态，停止计数，得到计数值；
根据所述计数值和计数间隔时间，得到第一电压过零点和第二电压过零点的时间差。
5.根据权利要求4所述的相位差自适应补偿方法，其特征在于，在所述根据所述计数值和计数间隔时间，得到第一电压过零点和第二电压过零点的时间差之前，还包括：
判断所述计数值是否超过计数阈值；所述计数阈值为一个工频周期除以所述计数间隔时间得到的数值；
若所述计数值超过所述计数阈值，则将所述计数值减去所述计数阈值得到修正后的计数值；
相应的，所述根据所述计数值和计数间隔时间，得到第一电压过零点和第二电压过零点的时间差，包括：
根据所述修正后的计数值和计数间隔时间，得到第一电压过零点和第二电压过零点的时间差。
6.根据权利要求1所述的相位差自适应补偿方法，其特征在于，在所述根据所述相位差进行相位补偿之前，还包括：
根据所述第二电压过零点时的触发信号，获取第二电压本次过零点与上一次过零点的时间间隔；
根据软件锁相方法得到的频率计算得到工频周期；
若所述时间间隔与所述工频周期的差值未在预设误差范围内，则舍弃本次计算的所述相位差，并跳转至所述根据所述第一电压过零点时的触发信号和所述第二电压过零点时的触发信号，确定第一电压过零点和第二电压过零点的时间差的步骤循环执行，直至所述时间间隔与所述工频周期的差值在所述预设误差范围内；
若所述时间间隔与所述工频周期的差值在所述预设误差范围内，则继续执行所述根据所述相位差进行相位补偿的步骤。
7.根据权利要求1所述的相位差自适应补偿方法，其特征在于，所述根据所述相位差进行相位补偿，包括：
获取相位差给定值，并用所述相位差给定值减去所述相位差得到第一差值；
对所述第一差值进行PI控制得到第二差值；
获取软件锁相方法计算得到的相位值，并将所述软件锁相方法计算得到的相位值加上所述第二差值得到相位补偿后的相位值。
8.根据权利要求1至7任一项所述的相位差自适应补偿方法，其特征在于，所述根据所述时间差计算第一电压过零点和第二电压过零点的相位差的计算公式为：
Δθ＝2×π×Δt×f×10-6
其中，Δθ为所述相位差；Δt为所述时间差；f为旁路频率。
9.一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至8任一项所述相位差自适应补偿方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被一个或多个处理器执行时实现如权利要求1至8任一项所述相位差自适应补偿方法的步骤。
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| CN202010236075.5A CN111313536A (zh) | 2020-03-30 | 2020-03-30 | 相位差自适应补偿方法及终端设备 |
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