基于信号延时对消法的软件锁相环设计

在分布式并网发电系统中,在三相电网电压不平衡和电压波形严重畸变条件下,传统的软件锁相环已经不能快速和准确的跟踪电网电压的频率和相位,因而无法获得很好的并网控制性能,此处对传统的软件锁相环的工作原理和不平衡电网条件下锁相失效的原因进行了分析,在此基础上提出一种基于信号延时对消的软件锁相技术。该基于DSC的软件锁相环将电网电压经坐标变换后的电压分量延时四分之一个工作周期来实现对电压正负序分量的快速提取,并通过选择合适的参数,消除了负序分量的影响。在MATLAB仿真环境下,搭建锁相环仿真模型,验证了本方案的正确性和可行性。     

基于复系数陷波滤波器锁相环的电网正序分量检测

为满足在电网电压不平衡情况下的系统控制需求,需要快速而准确地检测出基波正负序分量的幅值和相位。采用无限脉冲响应(IIR)复杂系数陷波滤波器结合锁相环来提取基波分量中的正序分量,利用MATLAB/simulink仿真软件,在三相电压不平衡和电网电压频率突变的情况下对系统进行仿真,仿真结果证明了该方法能在电网电压不对称的条件下准确检测出正序分量的幅值和相位。     

DSOGI-PLL算法在不平衡和畸变电网电压监测中的应用

为保证并网功率变换器在三相不平衡、谐波或畸变条件下正常工作,必须快速、准确地检测电网电压基频正序分量的相位与频率,这就需要高性能的锁相环(PLL).传统的基于同步参考坐标系锁相环(SRF-PLL)谐波抑制能力差,不能满足要求.提出了一种双广义二阶积分器的软件锁相环(DSOGI-PLL)算法.该锁相算法引入锁频环(FLL),具有频率自适应功能.仿真和实验结果验证了该方法能够避免电压中负序分量的影响,对谐波有很强的抑制作用.     

不平衡电网下光伏逆变器的控制策略研究

针对不平衡电网下常规光伏逆变器的并网电流三相不对称及谐波含量大增的问题,研究了相应的控制策略。首先,从获取电压相位出发,设计了基于二阶广义积分器(Second Order Generalized Integrator,SOGI)的不平衡锁相环,以快速、准确地锁定电网正序分量的幅值和相位,并通过实验加以验证;其次,将抑制网侧负序电流作为控制目标,设计了基于电网负序电压前馈的不平衡电网下光伏逆变器的控制策略,且为减弱直流侧电压波动对并网电流的影响,在电压外环控制器后引入了二倍频陷波器。最后,利用PSCAD/EMTDC搭建出光伏并网系统仿真模型,仿真结果表明了本文理论研究的正确性。     

新型SPLL在蓄电池充放电装置中的应用研究

叙述了双同步旋转坐标变换原理,提出了一种基于此变换的新型锁相环(SPLL)设计方法,阐述了新型SPLL在蓄电池充放电装置中的具体应用方案,该方案能够在电网电压发生畸变及不平衡条件下利用双同步旋转坐标变换快速、准确地锁定电网电压相位。根据该应用方案建立的装置控制策略将大大提高基于可逆PWM整流器的蓄电池充放电装置的充放电性能和效率。仿真结果验证了方案的可行性和有效性。     

基于瞬时无功功率理论的ip-iq算法中的SPLL改进研究

谐波电流检测是有源电力滤波器的关键环节之一,采用锁相环准确锁定电网电压频率是保证正确检测谐波电流的重要前提。基于瞬时无功功率理论ip-iq谐波电流检测算法,详细研究了应用于谐波检测环节的各种软件锁相环的原理及优缺点,并在此基础上,对基于DSC(Delay Signal Cancellation)模块的三相软件锁相环进行了改进。仿真和实验结果表明基于DSC模块的新型三相软件锁相环SPLL(Software Phase-locked Loop)算法实现简单,运算速度快,能够准确锁定相位信息。     

基于解耦锁相的风电逆变并网控制系统仿真

采取双同步坐标系解耦锁相的方法,检测出不平衡电网电压中的正序分量和负序分量,并利用坐标变换的数学手段建立包括网侧PWM 逆变控制、电压锁相环在内的直驱式风力发电的网侧数学模型,提出电流解耦控制策略,同时结合矢量脉宽调制方法( SVPWM) 对交流侧输出电流实施有效控制。使其能独立控制输出电流的有功分量和无功分量,并使输出电流波形为正弦波且与电网电压同频率同相位,从而减少了对电网电压的谐波污染,并消除电压不平衡的影响,实现三相电网电压幅值不平衡时输出电流与电网电压的精确锁相。还利用MATLAB/Simulink 软件平台搭建了系统的仿真模型,在电网电压平衡和不平衡时分别进行仿真,仿真结果证明控制系统的可行性与有效性,提高了风力发电并网的可靠性。     

有源电力滤波器谐波检测的新型SRF-PLL设计研究

针对有源电力滤波器中基于同步坐标系的锁相环(synchronous reference frame PLL,SRF-PLL)在三相电网电压不平衡且有畸变时,负序基频分量和高频谐波电流对SRF-PLL的影响。文章采用在基于同步坐标系的锁相环中加入自适应陷波器(adaptive notch filter,ANF)和自适应滤波器(adaptive filter)的技术。利用自适应陷波器的两个相互正交的输出量抵消同频负序分量导致的2倍工频波动,并采用自适应滤波器的最小均方算法(Least Mean Square,LMS)滤除高频谐波分量,从而准确的提取基波电压的幅值与相位。文章以单独加入自适应滤波器或自适应陷波器作比较,通过仿真分析验证文中方法能更加准确的提取电网电压频率,正余弦函数曲线更加平滑,具有良好的动态性能和稳定性。     

基于坐标系变换的并网锁相环性能分析

锁相环技术广泛应用于光伏并网发电系统中,其性能直接影响电网电压频率、相位检测的准确与否.对d-q变换的单同步坐标系软件锁相环、双同步解耦软件锁相环和增强型软件锁相环这三种软件锁相环进行仿真比较分析,通过分析单相电压跌落、双向电压跌落、单相短路、频率突变和电压偏移等情况,得到不同软件锁相环技术的优缺点.该分析为后期并网型逆变器的设计提供了依据,特别是在电网电压存在畸变或不平衡的情况下,选取适当的锁相技术可以有效提高系统并网能力.     

基于广义积分器的谐波电流检测方法研究

针对四桥臂有源电力滤波器的谐波检测环节,提出了一种基于广义积分器的谐波电流检测方法,分析了该检测方法的检测原理及参数k的变化对谐波电流检测效果的影响。仿真结果表明,当电网频率稳定时,该检测方法可准确地提取谐波电流中的基波分量;参数k影响检测的快速性和精确性,应合理设置;该检测方法结构简单,易于实现,对于电网电压畸变、电网频率波动及三相负载不平衡的情况有一定的适应性。     

新型改进锁相环FBD电流检测方法的实现

传统的谐波检测方法中,在电网电压畸变和频率偏移时,锁相环系统锁相不准确,影响谐波检测精度.在Fryze算法(FBD法)的基础上,提出利用改进的陷波器(LPN)锁相环(PLL)方法,该方法对两路线电压进行处理,再通过陷波器滤出畸变电压中的零序、负序分量和高次谐波,得到与基波正序电压同频同相的三相参考电压信号.理论推导和仿真结果表明,所提出的改进方法能有效地改善电网电压畸变时谐波电流的检测精度.     

基于新型数字锁相环的三相电压型PWM整流器

提出基于坐标变换理论的新型数字锁相环,用以在三相电网电压出现频率偏移时,快速跟踪系统频率的变化,实现锁相功能.建立基于新型数字锁相环的三相电压型PWM整流器模型,分析了所提出的锁相环的电路结构和工作原理.通过仿真验证,新型数字锁相环能够准确快速锁定系统相位,PWM整流器可实现单位功率因数运行.     

数字锁相测试用畸变电网信号模拟装置

设计了一种能够为数字锁相技术提供三相畸变电网电压和电流信号的模拟装置。选取TMS320F2812DSP作为控制核心,通过上位机与DSP通信,实时传递信号基波频率、基波和各次谐波的幅值和相位偏移参数,编写信号频率突变、幅值突变、相位偏移定点程序。DSP输出的PWM波形经过二阶有源低通滤波器滤波,获得所需要的模拟三相畸变电网电压和电流信号。ANF锁相实验结果表明装置产生的信号可直接输入到DSP、单片机中,为数字锁相算法提供畸变电网信号。     

一种改进型i_p-i_q谐波检测法

介绍了基于瞬时无功功率理论的ip-iq法的基本原理,指出传统ip-iq法检测到的基波有功电流分量的幅值和相位因电网电压与其正序分量的相位差而存在误差;提出一种改进型ip-iq谐波检测法,该方法通过正序电压分量和移相算子相结合的方式获取同步旋转信号,减小了因三相电压不对称而导致的检测误差,同时引入电流平均值理论以取代低通滤波器,提高了谐波检测的动态响应能力。Matlab仿真结果表明,该检测法在三相电网电压不对称的情况下能准确检测到基波正序有功电流,且具有较好的动态响应特性。     

光伏并网发电系统锁相环优化仿真研究

在光伏并网发电系统中,针对传统锁相环在电网电压不平衡的情况下存在的锁相精度不高的问题,提出了一种能快速、精确提取电网电压幅值和相位的双同步坐标系解耦锁相环(DDSRF-PLL)。通过采用双同步参考坐标系、标准的三相锁相环、去耦网络以及低通滤波器,有效地分离电压正、负序分量,滤除二次谐波,做到准确检测电网电压相位和幅值的目的,具有较好的动态响应特性。最后对电网电压单相跌落和两相跌落分别进行仿真,采用DSP样板进行验证。仿真结果验证了供电系统的精准性,提高了光伏并网发电系统并网的稳定性、有效性和可靠性。     

基于暂态分量分析的单相接地保护

采用小波分析实现单相接地保护容易产生误判和漏判现象,采用暂态分量的大小和方向实现单相接地保护的方法需要准确计算暂态分量的频率和相位。针对上述问题,文章结合大量的6 kV电网模拟电弧接地故障实验数据,提出了一种不需要零序电压暂态分量、不需计算暂态分量频率和相位的单相接地保护方法,详细分析了该方法的实现原理。实验结果表明,该方法计算简单、无需滤波,具有较高的准确性。     

一种可适应复杂网压条件的快速锁相环

基于双二阶广义积分器的锁相环(DSOGI-PLL)被广泛应用于逆变器实现同步并网。但是,当电网电压三相不平衡或存在谐波分量和直流偏移,即网压条件较为复杂时,滤波效果不理想,对输入信号的检测出现波动。因此,提出一种改进的二阶广义积分器结构,在分离正负序电压的基础上加入直流分量抑制模块,滤除直流电压,并在锁相环加入低通滤波器,从而提高锁相环抑制谐波电压和直流电压的能力,准确提取电网电压同步信号。在MATLAB/Simulink进行仿真研究,实验结果表明,该锁相环在电网电压存在多次谐波和直流电压时能够滤除谐波分量和直流分量,锁频锁相效果较好。     

基于DSP的多周期调节的软件锁相环设计

为保障UPS与电网之间平滑可靠地进行切换和负载电压波形不发生畸变,UPS逆变器输出电压和电网电压的频率、相位必须保持一致。该文研究了基于多周期调节原理,采用数字信号处理器芯片TMS320LF2407A实现软件锁相环的设计方法,实现逆变输出电压对市电电压的可靠跟踪,并给出了软件设计流程图和硬件电路。实验结果验证了该方法的有效性和可行性。     

不平衡电网中三相脉冲调宽整流器的控制

在常规的三相整流器控制器设计中,一般均假设三相电网电压平衡,然而当实际电网不平衡时,传统双闭环控制策略将使直流侧出现严重的二次谐波功率从而严重影响整流器输出品质.鉴于此,本文在分析PWM整流器数学模型和电网不平衡条件的基础上,电压外环采用模糊PI控制,提高直流侧电压动态响应速度,电流内环采用无需进行正负序分解的正、负序电流独立控制策略,实现了不平衡电网下对三相PWM整流器的双闭环控制.仿真结果表明:所设计的控制方法保证了在不平衡条件下直流侧电压快速地稳定,有效抑制了直流侧二次谐波,提高了整流器的运行性能.     

基于网侧功率平衡的电网不对称时三相VSR控制方法研究

对三相VSR在电网电压不对称条件下进行建模分析.在网侧功率平衡的基础上,基于正、负旋转坐标系下双电流环控制策略对直流侧电压进行了研究.仿真结果表明,这种控制策略可有效抑制因电网电压不对称所导致的三相VSR直流侧电压二次谐波.