光伏并网逆变器中的单相数字锁相环研究

在光伏并网系统中,准确并快速地检测到电网电压的频率、相位和幅值是必不可少的环节.传统数字锁相环检测电网电压的过零点从而实现锁相,但该方法抗干扰能力差.基于二阶通用积分器的单相锁相环较传统的数字锁相环具有不受电网频率变化影响、抗干扰能力强的优点,但该算法在离散化实现时会引入二次谐波而导致锁相准确度降低.这里在基于二阶通用...     

不平衡电网下的改进型锁相环设计研究

针对电网三相不平衡时,常用锁相环方法存在电压测量偏移降低,检测准确度和抗低次谐波干扰能力弱的问题,提出一种基于改进型二阶广义积分器(Second Order Generalized Integrator,SOGI)的三相锁相环设计方案。分析了SOGI可提取出电压正序基波分量的原理;通过对SOGI进行频域特性分析,找到传统SOGI抗直流分量和低次谐波干扰能力弱的原因。据此,提出一种能消除直流分量影响的改进型SOGI结构,并以此改进型SOGI为基础通过多个并联来达到消除低次谐波干扰的目的;利用PSCAD软件对基于传统型SOGI的锁相环、基于单个改进型SOGI的锁相环、基于多个改进型SOGI并联的锁相环进行多项对比仿真,仿真结果证明了所提锁相方案的有效性。     

一种适用于复杂电网下的高精度锁相环

针对现有并网逆变器在电网电压谐波复杂的情况下难以精确锁定电压频率和相位的问题,结合传统锁相环结构与自适应算法的理论提出一种高精度的锁相方法。依据对传统锁相环在复杂电网下的弊端分析,确定了锁相环采用传统低通滤波器、带通滤波器时的滤波效果与延时的矛盾关系。根据最小均方算法的高自适应特性与快速跟踪特点,结合锁相环中坐标变换公式,确定算法的输入输出以及权重矩阵,构建基于派克变换的最小均方算法矩阵模型。通过将所需的电压正序分量设置为不断更新的权重矩阵来进行高精度的滤波,同时通过引入均方瞬时误差和自相关估计均值来进行变步长控制,提高滤波更新速度,以适用于复杂程度不确定的电网电压进行自适应滤波锁相。对仿真和样机实验的结果表明：采用基于派克变换的最小均方算法的改进型双二阶广义积分锁相方法,可以在不降低动态响应速度的前提下,提高锁相环的滤波效果,进而提高并网逆变器在电网畸变严重场景下锁定电压频率和相位的跟踪精度。     

基于单相光伏逆变器的新型频率自适应复合SOGI锁相技术

锁相环技术对实现大规模新能源系统的并网运行起着重要作用。文章基于对双重SOGI的研究,提出了一种新型频率自适应复合SOGI结构,解决了传统二阶广义积分器信号处理能力差和跟踪性能差的缺陷,提高了SOGI的自适应能力和抗扰动能力。与常规锁相技术相比,此结构在电网电压畸变严重和频率波动的情况下,依然具有精确锁相的优越性能。经过仿真和实验进行系列对比,结果验证了提出的新型结构具有良好的信号处理能力和跟踪性能。     

基于滤波器前置的三相软件锁相环设计

针对传统锁相环在电压不平衡及畸变时锁相误差大、动态响应速度慢的问题,根据软件锁相环(SPLL)的原理提出一种滑动滤波器(MAF)前置锁相环,并通过一种快速不平衡分量抑制及相位延迟补偿的方法来改善MAF性能,有效提高了锁相环的动态响应速度和锁相精度.通过MATLAB/Simulink仿真平台及TMS320F28335数字信号处理器芯片对所提出的锁相环控制策略在三相电压不平衡及电压畸变的条件下进行验证,结果表明该SPLL锁相误差小,动态响应速度快,稳定性高.     

基于SOGI的记忆相位延迟锁相环研究

针对传统锁相环在电网电压不平衡的情况下存在锁相精度低的问题,提出了一种能快速提取电网电压基波分量并精确计算电网电压相位角的锁相环,该锁相环通过二阶广义积分滤除电网电压中的高次谐波,并在两相静止坐标系下,将电压信号的相位角延迟π/4,然后变换到旋转坐标系下,与未延迟的d,q轴电压信号经过加减混合运算提取出正序分量,避免了双二阶广义积分的软件锁相环在正负序电压提取中的直流偏置问题,同时解决了延时信号消除(Delayed Signal Cancellation,DSC)锁相环只能抑制部分谐波的缺陷。仿真试验结果表明,方法在电网不平衡电压、谐波电压和频率波动下仍具有精确的锁相特性。     

弱电网下三相并网变流系统全线性自抗扰控制及其小干扰稳定性分析

弱电网下,并网变流器与电网阻抗之间的交互作用,极易诱发系统失稳振荡,进而威胁系统运行安全.线性自抗扰控制拥有优良的频率响应特性,具备改善并网变流器系统阻尼的潜在优势.对此,提出了一种全线性自抗扰控制的并网变流器控制策略,实现了对传统矢量控制中锁相环、电压环、电流环等环节的自抗扰控制替代.进一步,推导获得了计及频率耦合效...     

基于DSP的高精度单相软件锁相环的实现

介绍了一种二阶巴特沃斯差分方程的计算方法和基于瞬时无功理论的三相锁相环,并提出了一种改进的单相低通锁相环算法。利用Matlab软件和TMS2812 DSP数字信号处理器对工频、幅值跳变、频率变化下的电压信号进行了仿真和编程验证,结果表明该算法能快速实现对畸变电压高精度地锁相,具有构造简单、精度高、锁相快等优点。     

一种新型数字锁相环在三相电压型SVPWM整流器中的应用

研究了基于两相静止坐标系中的SVPWM整流器的数学模型,针对三相电网电压出现频率偏移时传统的锁相环响应速度慢、锁相精度差等缺点,提出了一种基于坐标变换理论的新型数字锁相环,并分析了新型锁相环的工作原理.仿真试验结果验证了该算法的可行性和锁定信号的快速性;同时,解决了在三相电网电压频率小范围漂移情况下传统锁相环不能准确锁相的问题,对实际工程有一定的指导意义.     

适合低压配电网分布式发电的抗谐波干扰型增强锁相环路技术

大量用户型分布式电源接入低压配电网,将会造成电压暂降、频率突变、相位突变和谐波等电能质量问题,而这些问题又会影响分布式电源自身的锁相环性能,导致锁相环得到的电压相位和频率信息不准确。基于此,首先阐述分析三种单相锁相环P-PLL、PL-EPLL和SOGI-PLL的结构及其基本的锁相原理,探讨这三种结构各自特点及存在问题。针对电网中存在谐波电压或直流分量时,PL-EPLL无法准确地跟踪相位和频率信息的问题,提出一种基于带通滤波器的抗谐波干扰型EPLL技术。最后通过仿真实验结果比较上述三种锁相环在实际电网电压下的锁相效果,验证所提出的抗谐波干扰型EPLL的有效性和可行性。相比其他三种锁相环,该锁相环在输入含直流分量或谐波时,有良好的锁相性能,更适用于实际低压配电网中分布式发电。