Trong một lưới điện lý tưởng, khi các pha là đối xứng và cân bằng, việc tính toán được góc pha của vector điện áp sẽ dẫn tới việc biết được góc pha của cả 3 pha. Tuy nhiên, việc tính toán được góc pha của từng pha một không quan trọng bằng tính toán được góc quay của vector điện áp, do các thuật toán điều khiển hiện đại đều được thực hiện ở trên hệ trục tọa độ tĩnh αβ hoặc hệ trục tọa độ quay dq. Mặt khác, để khắc phục những hạn chế của hai phương pháp trên là thay vì tính toán trực tiếp góc pha của vector điện áp lưới, người ta tìm cách tính toán góc pha của vector thành phần thứ tự thuận bậc 1. Để thực hiện việc đó, cần tới một cấu trúc đặc biệt gọi là vòng khóa pha, tài liệu [29].
Khâu xử lý tín hiệu có đầu vào là tín hiệu giá trị tức thời của điện áp lưới và đầu ra là góc pha của điện áp lưới được gọi là cấu trúc mạch vòng khóa pha P . Đối với hệ thống 1 pha, góc pha của điện áp được định nghĩa là góc pha của thành phần sóng hài cơ bản của tín hiệu điện áp. Còn đối với hệ thống 3 pha, góc pha của nó được định nghĩa là góc quay của vector điện áp trên hệ trục tọa độ tĩnh alpha - beta. Trong luận án này sẽ chỉ tập trung vào cấu trúc vòng khóa pha cho hệ thống 3 pha - 3 dây.
ấu trúc vòng h a pha cơ ản
Một cấu trúc của P được thực hiện trên hệ tọa độ tĩnh alpha-beta được trình bày trên hình 3.46.
Hình 3.46 Cấu trúc vòng h a pha cơ ản thực hiện trên hệ tọa độ t nh αβ [39]
Trên cấu trúc này gồm một khâu chuyển đổi abc/αβ, một khâu chuẩn hóa αβ, một khâu điều chỉnh PI và một khâu tích phân.
Sai lệch góc pha giữa nguồn cung cấp và góc pha đầu ra của PLL cần được giảm thiểu để tránh phát sinh hài và điện áp mất đối xứng, góc này có thể được xác định:
= supply-PLL
Thay vì giảm thiểu Δθ, sin(Δθ) được điều khiển bằng một bộ điều khiển PI. Hàm lượng giác với sinΔθ có thể được viết như sau, [39].
) sin( ) cos( ) cos( ) sin( )
sin(supplyPLL PLL supply PLL supply