基于DFT算法的单相数字锁相环

离散傅里叶变换(DFT)算法可以方便提取信号的幅值和相位,通过仿真和理论推导,深入分析基于傅里叶变换(FFT)的锁相环,并研究了其数字实现方法,即基于DFT算法的锁相环.此锁相方式在同步信号中有谐波或多个过零点时仍能正常工作,有较高的精度.仿真和实验结果证明该技术是可靠可行的.     

一种改进型二阶广义积分锁相环研究

在锁相环(PLL)中直流分量的存在,会导致检测结果中相位和频率出现基频振荡。由于其频率较低,消除直流分量是一个很具有挑战的任务。针对采用二阶广义积分器(SOGI)构建正交信号发生器(QSG)时会带来较大谐波,提出改进的SOGI方法,即增加一个积分环节,在不影响其他部分功能的前提下,将直流分量提取出来,并对其结构性能及参数设计进行了分析设计,最后仿真和实验结果证明了所提方法的正确性和有效性。     

基于SOGI单相锁相环的列车辅助逆变器并联技术

轨道列车辅助供电系统中的传统三相锁相环系统复杂,在母线电压不平衡及出现扰动的情况下存在锁相性能下降的情况。本文针对这一问题,提出一种改进的基于二阶广义积分器(SOGI)的单相锁相环设计方案,在提高系统简洁程度的同时,达到提高锁相的响应速度、降低稳态误差的目的。本文基于SOGI进行数学建模分析,提出一种基于SOGI的列车辅助逆变器并联控制方法,并在基于DSP TMS320F28335的50kV·A三相辅助逆变器的并联实验平台上进行实验验证。仿真和实验结果表明,该锁相方案能有效提高辅助逆变器并联的控制性能。     

基于FPGA的二阶广义积分器锁相环研究与实现

为了解决三相电网电压存在谐波、不对称分量和频率变动的复杂情况锁相问题,通过二阶广义积分器(SOGI)原理构建自适应滤波器,采用对称分量法提取基频信号中的正序分量,再变换到旋转坐标系下,通过PI整定出电网基频信号正序分量的频率,最后由积分得到角度信息。针对传统SOGI结构两相正交信号发生器使用同一个系数的缺点,提出一种改进方案,并阐述了现场可编程门阵列(FPGA)的实现方法,最终实验验证了该改进方案的正确性。     

针对直流偏移和谐波干扰的单相锁相环

针对电网普遍存在的直流偏移和谐波干扰等问题,提出一种基于二阶广义积分器锁相环(SOGI-PLL)的改进型锁相环算法.该方法在前级二阶广义积分器(SOGI)中增加积分支路并且改为固定频率结构,以抑制直流偏移和简化参数设计;在后级锁相环(PLL)环路中引入滑动平均值滤波器(MAF),去掉比例积分控制器的积分环节,以增强滤波...     

基于单二阶广义积分器的三相数字锁相环设计

在一些与电网三相电压相关联的电力电子设备中,获得电网电压实时基波相位是非常重要的。针对电网出现三相电压不平衡的情况,提出了一种基于单二阶广义积分器的三相数字锁相环的设计方案,并通过Matlab/Simulink进行仿真,仿真结果验证了锁相环在电网三相跌落而出现三相电压不平衡时,仍可以准确跟踪三相电网相位。设计方案原理清晰,结构简单,易于实现。可以很方便的移植到FPGA中,构成全硬件集成锁相环;也可以移植到DSP中,构成全软件锁相环。     

基于内模控制的单相锁相环研究

针对目前数字锁相环技术存在锁相精度不足和滤波延时时间长的问题,在改进瞬时无功理论锁相的基础上,提出了一种基于内模控制的方法。同时,通过二阶广义积分器来构造正交信号,并分析了当输入电压存在直流分量时,正交电压分量输出的偏移情况,设计了一个前馈低通滤波器,系统性能改善明显。建立了一个单相可控并联无功补偿(TCPC)系统的仿真模型,仿真和实验结果表明,该方案可以有效提高锁相精度和抑制波形畸变,系统鲁棒性增强。     

具有抗谐波干扰的三相数字锁相环设计与仿真

在光伏或风能的三相有源逆变过程中,获取三相电网实时基波相位是非常重要的。针对当电网出现三相电压不平衡或较强的高次谐波干扰的情况,给出了一种具有抗谐波干扰的三相数字锁相环设计方案,并对方案的工作原理做了说明。最后,利用Matlab/Simulink对该三相数字锁相环在各种条件下做了对比分析,证明了基于多二阶广义积分器三相数字锁相环设计方案可以消除各次谐波的影响,使三相锁相环获得良好的跟踪基波相位的效果。该方案可以移植到FPGA中,构成全硬件集成锁相环;也可以移植到DSP中,构成全软件锁相环。     

谐波畸变下一种快速单相锁相环技术

锁相环(Phase-Locked Loop,PLL)作为逆变器并网运行的核心技术之一,为了应对电网在谐波畸变的情况下而形成的非理想电压,提高单相并网逆变器锁相环的工作性能,本文提出了一种基于前置滑动平均滤波器(Moving Average Filer,MAF)的单相锁相环。该单相锁相环采用二阶广义积分(Second Order Generalized Integrator,SOGI)算法作为单相锁相环的正交信号发生器(Orthogonal Signal Generation,OSG),并在其引入一个简易的锁频环(Frequency-Locked Loop,FLL)以自适应电网频率;最后在同步旋转坐标系下捕获电网电压的频率和相位信息,实现无静差同步跟踪。仿真结果表明,本文所提出的单相锁相环结构在谐波畸变的电网环境下,能准确快速地跟踪电网基波电压相位,验证了该方法的可行性。     

基于广义积分器的电力单相锁相环研究

针对目前软件锁相环技术存在锁相误差及滤波延时的不足,笔者基于瞬时无功理论的单相锁相环技术,提出一种通过二阶广义积分器来构造正交信号的方法.并对输入电压存在直流分量的情况下,分析了正交电压分量输出的偏移情况,设计一个前馈低通滤波器后,性能有了明显的改善.最后通过在PSCAD/EMTDC中单相可控并联无功补偿(TCPC)系...     

宽频锁相的一种实现方法

将PWM整流器用于小型风力发电机时,宽频率范围锁相技术是其关键环节。针对此需求,文中将基于二阶广义积分(SOGI)锁相环与过零测频功能结合,并根据频率变化和频率适应范围实时调整PI参数,使相位跟踪快速准确。仿真表明所提方法在输入信号频率、幅值和谐波等多扰动源工况下都能准确实现相位和频率跟踪。     

基于DSP的光伏并网发电系统数字锁相技术

随着能源危机的进一步加剧和光伏系统并网发电成本的持续降低,光伏并网发电技术的应用越来越广泛。为了实现光伏逆变系统与电网的可靠并联运行,采用了一种基于DSP芯片TMS320C2407A实现数字锁相的方法,并通过实验作了验证,实验结果表明,锁相精度高,稳定可靠。     

基于固定频率二阶广义积分器的改进型ip-iq谐波检测算法

针对电网存在频率突变、直流分量和多次谐波时传统i_p-i_q算法谐波检测精度不高的问题,提出一种基于固定频率二阶广义积分器的改进型i_p-i_q谐波检测算法。该算法首先利用改进型固定频率二阶广义积分器滤除电网中直流成分和多次谐波,并克服传统二阶广义积分器产生的正交信号不等幅问题;然后利用一种基于改进型固定频率二阶广义积分器的锁相环提供更准确的电网频率,从而得到更准确的检测效果。最后,仿真算例验证了所提方法的有效性。     

Digital Application of Second Order Generalized Integrator Based Grid Estimator Under Unbalanced and Distorted Voltage Conditions

Abstract

Frequency, amplitude, and phase information of the grid voltage are the main constraints for constructing a robust controller algorithm for grid connected applications under unbalanced and distorted voltage conditions. This paper narrates a simple, robust, straight forward method to estimate the instantaneous positive and negative sequence voltage components under unbalanced and distorted voltage circumstances. A second order generalized integrator (SOGI) is encapsulated to filter out the distorted voltage as well as to generate orthogonal voltage components for the three phases of AC grid. Furthermore, these filtered and orthogonal components are accounted for the calculation of instantaneous symmetrical components. Developed technique is more frequency adaptive compared to conventional phase locked loop (PLL) techniques. A set of test outcome results are provided in this paper based on MATLAB/Simulink simulations with real grid data captured from an industrial plant. Moreover, SOGI based estimator is digitally implemented by using dSPACE ds1103 digital controller to validate the numerical simulation results in accordance with the developed theoretical prediction.     

光伏发电并网同步锁频环技术研究

针对光伏发电的低电压穿越控制要求,研究能够适应于电网电压不平衡情况的电压快速准确检测方法显得格外重要。分析了不同锁频环技术的工作原理,并在Matlab/Simulink仿真平台中分别搭建了基于双二阶广义积分器的锁频环(DSOGI-FLL)模型、基于级联二阶广义积分器的锁频环(Cascaded-SOGI-FLL)模型以及基于降阶谐振调节器的锁频环(ROR-FLL)模型。通过重点模拟电网电压不平衡情况,对三种锁频环技术进行了对比仿真研究。结果表明:DSOGI-FLL和ROR-FLL响应速度快,适应电网电压跌落与频率突变的情况;Cascaded-SOGI-FLL响应速度相对较慢,适应电网电压存在谐波的情况。     

二阶广义积分器的三种改进结构及其锁相环应用对比分析

二阶广义积分器(SOGI)可以提取三相电网电压信号中的基波正序分量,通过锁相得到精确的电网相位信息。而SOGI本身存在对输入信号频率依赖性强的缺陷,为此提出三种改进型SOGI。对三种改进型SOGI进行详细的对比分析,并将其应用到锁相环(PLL)中。之后将三种改进型SOGI-PLL分别在电网电压不平衡、含有直流分量和含有高次谐波的情况下进行对比实验,可以证明改进Ⅲ型SOGI-PLL具有更好的电网适应性。最后,通过实验验证了理论分析的正确性和可行性,并给出了结论。     

基于DSP的数字锁相技术

针对UPS中的锁相要求，采用数字控制的方法，用DSP（TMS320240）实现了带同步锁相的逆变器。     

电网电压不平衡时基于二阶广义积分器SOGI的2倍频电网同步锁相方法

为了实现逆变器在电网电压不平衡时的控制并网,提高锁相环节的速度和精度,本文基于二阶广义积分器(second order generalized integrator, SOGI),提出一种新型的2倍频锁相方法,该方法对不平衡电网电压产生的2倍频交流量进行锁相,从而快速准确地实现与电网同步。介绍了2倍频正负序交流量提取方法,2倍频锁相工作原理及电网同步锁相过程。优化了SOGI正交发生器(SOGI-quadrature signal generator,SOGI-QSG),消除了输入电压直流偏置对其输出产生的影响。在电网电压不平衡条件下对所提方法进行了仿真与实验,验证了该锁相方法的有效性。与传统基波锁相方法相比,所提方法提高了对电网电压正序分量检测的快速性和准确性。