非理想条件下的电网同步锁相技术

针对电网电压存在扰动时传统同步坐标系锁相环存在的不足,提出一种新型电网电压同步方法。文章首先详细分析了影响同步坐标系锁相环锁相精度的电网电压扰动因素,在此基础上提出一种新型多静止参考坐标系解耦软件锁相环,该方法能够在多静止坐标系内有效地将电网电压基波分量同扰动分量分离并锁相,因此其相位跟踪结果不受电网电压不平衡、畸变、直流偏置等因素影响,响应速度快,锁相准确。仿真和实验结果验证了所提出方法的正确性和可行性。     

三相不平衡条件下基于可变采样周期的锁相环研究

针对三相电网不平衡和畸变时传统的三相锁相环锁相精度差等问题,研究了一种基于采样周期变化的锁相环技术(VSP_PLL),并通过滑动Gortzel滤波器滤除负序和谐波电压造成的扰动,从而消除电压不平衡的影响,很好地完成锁相。在三相电压不平衡、电压畸变、频率突变情况下进行了仿真研究,结果验证了所用锁相环的正确性和有效性。     

谐波畸变电网下的单相同步旋转坐标系锁相环

锁相环技术是并网变流器的核心技术之一。针对传统单相同步旋转坐标系锁相环在畸变电网下锁相精度差的问题,提出一种基于离散傅里叶变换(DFT)的高精度锁相环技术。基于DFT的锁相技术的核心问题是如何准确获取电网频率,将DFT和单相同步旋转坐标系锁相环相结合,利用DFT的优异选择性滤波性能和相角变换性质,从畸变电网信号中准确提取基波和生成虚拟正交信号,在同步旋转坐标系提取电网频率,实现DFT的频率自适应,最终无静差、高精度跟踪电网相位。仿真和实验结果表明,所提出的锁相环对电网电压的畸变谐波、直流偏置误差和电网频率脉动等有很好的适应性,在各种电网条件下,均能准确地跟踪电网电压相位,验证了该锁相方法的有效性和优越性。     

并网系统软件锁相环设计

并网控制系统的稳定运行需要快速准确地跟踪电网电压的相位和频率。根据软件锁相环(SPLL)原理,基于dq坐标变换建立了SPLL模型,仿真结果表明该锁相环在电网电压存在跌落、相位和频率突变情况下均能实现准确锁定。同时针对三相不平衡系统,设计了基于双同步旋转坐标系的解耦软件锁相环,详细分析了其锁相原理及数学模型,并通过仿真验证了其良好的锁相性能。     

一种新型的单相并网系统锁相环

电网电压的相角、频率对并网逆变器而言是最基本的信息.准确快速地跟踪电网电压是并网控制系统稳定运行的保障.在单相并网逆变器中,常规的过零点检测锁相方法往往对电网电压畸变或扰动敏感,使得锁相环处于不稳定状态,从而导致并网逆变系统性能降低,甚至不能正常工作.针对此问题,分析了基于同步旋转坐标变换的锁相环原理,并将这种锁相策略...     

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。     

一种用于光伏并网逆变器的高性能锁相环设计

针对光伏并网系统中的传统锁相环在电网电压不平衡、频率扰动以及相位突变情况下存在的锁相性能下降的问题,提出了一种能快速、准确地提取电网电压相位的锁相环设计方案。该方案采用双二阶广义积分器环节,在准确获取电网电压正序分量的同时有效滤除负序分量,达到提高响应速度、降低稳态误差的目的。基于理论分析,搭建仿真模型对所提出的算法进行仿真研究并在100k W光伏并网逆变器上进行实验验证。仿真和实验结果表明,该锁相环能够在电网电压跌落、频率扰动以及相位突变等情况下快速准确地提供基波正序电压相位,有效提高了光伏并网系统的控制性能。     

微网变流器并网/孤岛模式平滑切换的锁相环技术

微网的并网和孤岛运行模式之间的平滑切换是安全稳定运行的重要保障,其中相位的精确控制至关重要。首先介绍了一种提取电网电压正序分量的锁相环技术—基于二阶广义积分的锁相环技术(DSOGI—PLL),在此基础上提出了适用于微网变流器的锁相环技术,该技术优点在于能够在并网时非理想电网条件下正确锁相;能够在孤岛模式下输出期望的频率和相位,而且能够实现在两种模式间平滑动态的切换。基于MATLAB Simulink的仿真验证结果表明,提出的锁相环技术输出动态响应快,过渡过程平滑无冲击,能够在非理想电网电压条件下准确跟踪电网相位,满足了模式无缝切换的要求。     

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.     

无锁相环的三相电网谐波和无功检测新方法

针对三相电网电压不对称或畸变时存在的缺陷,基于瞬时无功功率理论,本文提出了一种无锁相环的谐波和无功电流检测新方法。该方法利用对称分量法和正余弦变换得到基波正序有功电流,无需对三相电压进行锁相,能准确、实时地检测出不对称三相电网中的基波正序无功电流、负序电流以及谐波电流的和,解决了电网电压畸变和频率发生偏移时锁相环对电流检测准确性的影响。理论分析和仿真结果验证了该方法的可行性。     

电网电压畸变下的频率自适应锁相技术

针对解耦双同步参考坐标系锁相环DDSRF-PLL(decoupled double synchronous reference frame phaselocked loop)在电网电压畸变时锁相存在较大偏差问题,提出一种频率自适应锁相技术。首先设计了一种用于滤除电网多次谐波和直流电压的新型基于二阶广义积分器的正交信号发生器NSOGI-QSG(novel second order generalized integrator-quadrature signal generator),在此基础上提出一种将NSOGI-QSG与DDSRF-PLL结合的频率自适应锁相环,利用NSOGI-QSG形成频率自适应滤波器和直流控制器,有效实现频率自适应和畸变电压滤波,为解耦双同步参考坐标系锁相环提供稳定的正交信号,从而提高锁相环抑制电网电压畸变的能力。理论分析和仿真结果验证了该方法的正确性和有效性。     

基于无锁相环的电气化铁道功率平衡装置电流检测方法的研究

针对平衡变压器供电方式下,高速电气化铁道谐波、负序电流引起的电压畸变,指令电流检测过程复杂、延时较长,结果含有误差的缺点,提出了一种无需锁相环电路快速准确地提取指令电流的方法。该方法通过简单的数乘运算提取基波电压,运用同步检测法来准确地检测出指令电流信号的方法,使两供电臂功率平衡,电流对称且与供电臂基波电压同相位,消除无功、谐波及负序电流对三相电力系统的影响。相比传统的带锁相环,基于鉴相原理和瞬时无功功率理论的检测方法,该方法更加简便易行,运算速度更快,且不受电网畸变条件的影响。通过仿真分析,验证了该检测方法在电气化牵引供电系统电压畸变条件下运用的正确性和可行性。     

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.     

基于双dq变换软件锁相的动态电压恢复器研究

动态电压恢复器是一种新型的电能质量调节装置,它能有效地抑制电网电压波动对敏感负载的影响。针对在电网畸变以及不对称跌落的情况下,动态电压恢复器需要准确地捕获基波电压正序相位。采用了一种双dq变换软件锁相环(DDSRF-PLL),不仅能够快速有效地检测电网电压在对称、不对称、不对称且畸变情况下正序基波电压的相位,为动态电压恢复器提供准确的锁相角,同时也具备较好的动态性能,使动态电压恢复器获得较好的补偿结果。在Matlab/Simulink中建立了带超级电容的动态电压恢复器的仿真模型,仿真结果验证了双dq变换软件锁相在动态电压恢复器的有效性和可行性。     

解耦混合坐标系并网逆变器电网同步方法

针对电网电压直流分量扰动影响电网同步精度的问题,提出一种解耦混合坐标系电网电压同步方法。首先分析了传统旋转坐标系锁相环的原理及存在的问题,在此基础上,将直流分量视为频率为"0Hz交流量谐波",并结合多旋转坐标系锁相环,提出静止坐标系结合多旋转坐标系的解耦同步方法。文中从系统稳定裕度、抗扰特性和动态性能等方面对锁相环参数进行了设计。最后在电网电压畸变不平衡且存在直流分量扰动情况下进行了仿真和实验研究。实验结果验证了所提出方法的可行性和有效性。     

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。     

基于模糊自适应的新型单相锁相环研究

为提高逆变器对电网电压频率及相位的精准跟踪和锁定,解决常规单相并网逆变器内部锁相环因自身锁相自由度不足引起锁相误差的问题,深入分析研究了同步旋转坐标变换锁相环原理,提出了一种考虑频率自适应的基于改进型Park变换的单相并网逆变器锁相环。通过仿真实验验证可知,应用此方法的单相并网逆变器在电网电压跌落、谐波注入等非理想电网电压情况下,仍具有稳态误差小、准确度高地跟踪、锁定电网电压频率及相位的优势。     

电压畸变条件下软件锁相环精度提高

串联补偿设备要求在电网电压畸变的条件下,能够准确地锁住电压基波正序相位.基于瞬时无功理论的软件锁相环(SPLL)技术是目前常用的锁相方法,但该方法有一定的误差.这里设计了一个低通滤波器(LPF),能够在电网电压存在谐波、跌落、直流分量等情况下高精度地锁相,从而使串联补偿设备获得较好的补偿效果.仿真和实验证明了该方法的精...     

分布式发电系统电网同步锁相技术

电网同步锁相是大规模可再生能源分布式发电系统并网运行需要解决的关键问题之一。为实现快速准确的电网同步,提出一种基于交叉解耦频率自适应复数滤波的锁相方法,分析其工作原理,建立其频域数学模型和时域数学模型,阐明电压正序分量和负序分量解耦的机理,从特征值角度对其稳定性和动态性能进行评估,给出离散域数字化实现方法,并对其在单相系统中的应用进行了探讨。最后在电网电压畸变/不平衡情况下对所提锁相方法进行了实验测试,结果验证了该锁相环的有效性。     

电网电压不平衡及谐波状态下的并网逆变器控制策略

为了提高并网逆变器在电网电压不平衡及谐波状态下的适应能力,使其能够输出高质量的并网电流,需对传统并网逆变器控制策略进行改进。以αβ坐标系下LCL型并网逆变器模型为研究对象,提出一种基于准比例谐振(QPR)和电网电压前馈的控制策略。首先,分析了并网电流与其给定值和电网电压之间的关系,得出稳态误差及扰动分量产生的原因。然后,通过QPR控制策略来实现并网电流的无静差控制,引入电网电压前馈控制来抑制电网扰动对并网电流的直接影响。同时,为了提高传统锁相环在电网电压非理想情况下锁相精度及谐波抑制能力,对传统锁相环做进一步改进,以提高锁相环抗扰能力。最后,在Matlab/Simulink中进行仿真验证,仿真结果表明该控制策略能够在电网电压不平衡及谐波状态下得到高质量的并网电流,使逆变器能高效稳定运行,验证了该控制方法的有效性和正确性。