基于二阶广义积分器的改进型ip-iq谐波检测算法*

针对电网直流分量和高次谐波对谐波电流检测精度的影响,提出了一种基于二阶广义积分器的改进型ip-iq谐波检测算法。该算法在传统ip-iq法的结构上加入了改进型SOGI滤波环节,有效滤除了输入信号中的直流分量同时还抑制了高次谐波,改进型SOGI的锁相环在电网电压含高次谐波和直流分量的情况下能提供稳定的电网电压频率,从而能够更准确检测出谐波电流。仿真算例对比分析了传统ip-iq法和基于一般SOGI的ip-iq法,验证了文中提出的谐波检测方法在电网含直流分量和高次谐波时的有效性和可靠性。     

基于固定频率二阶广义积分器的单相锁频环

在电力系统中,电压相位信息的获取和控制对于并网场合很重要,单相锁相技术对于实现相位同步具有重要意义。针对二阶广义积分器和传统锁相环在电网频率突变时存在较大相位偏差的问题,本文提出了一种基于固定频率二阶广义积分器的新型锁频环算法,详细说明固定频率二阶广义积分器的工作原理,分析了新型锁频环的控制结构。在Matlab/Simulink中搭建新型锁频环的仿真模型,与传统的基于二阶广义积分器的锁相环进行了对比分析,结果表明新型锁相环动态响应更好,锁相精度更高,验证了新结构的可行性。     

基于复合二阶广义积分器的广义谐波电流检测法

针对低频谐波造成二阶广义积分器误差较大、影响广义谐波电流检测精度的情况,提出了一种复合二阶广义积分器的频率自适应广义谐波电流检测法。利用二阶广义滤波器的带通滤波功能,通过交叉反馈网络,实现各次谐波分量之间的解耦,消除低频谐波的干扰;具有闭环反馈环节的锁频环,实现频率自适应,在复杂电网环境下,实时跟踪电网频率。仿真对比实验结果表明,提出的方法能够快速、准确检测广义谐波电流。     

基于改进型二阶广义积分器的同步信号检测

为了满足三相电压在不对称、直流分量及谐波畸变等情况下并网变换器的控制需求,需要准确地检测出电压信号的正序分量、幅值和基波频率。基于双二阶广义积分器锁频环的方法可实现电压在不对称和畸变下同步信号的提取。但当电压信号含有直流分量和多次谐波时,基本的SOGI结构滤波效果不理想,追踪的波形波动比较大,并降低了追踪速度。文中介绍一种改进的SOGI结构,该结构在SOGI的基础上增加求差节点和自适应滤波器,并保留SOGI-FLL的优势。电压的幅值和基波频率能准确快速被检测出来,很好的减小频率跳变后的波动、滤除谐波和消除直流分量。MATLAB仿真结果表明,其改进方法在电压信号不对称、直流分量及多次谐波存在条件下准确地检测出正序分量和基波频率。     

改进型双二阶广义积分器锁相环

在电网电压中含有一定的直流分量时,由于双二阶广义积分器锁相环(dual second-order generalized integrator PLL, DSOGI-PLL)系统对直流分量的衰减不足将导致其检测到的电网同步信号存在较大波动,其中频率与相角的大幅波动可能导致系统锁相失败。针对此问题提出改进方案,通过在已有系统中引入一个调节量使其对直流分量有更大的衰减,同时系统的动态性能、滤波效果并未受到损失。最后在电网电压存在直流时进行仿真分析,结果表明传统DSOGI-PLL的性能得到进一步提升。     

基于三阶广义积分器的谐波检测算法

分布式电源的快速发展使并网逆变器、有源阻尼器等主动型电能变换器得到广泛应用,这就要求在畸变电网下谐波检测应具有一定的精度。针对现有的谐波检测算法在存在直流偏置的畸变电网下不能保证输出精度的问题,提出了基于三阶广义积分的谐波检测算法。利用三阶广义积分的输出特性,消除直流偏置对频率自适应环节的影响,实现角频率的稳定输出,提高了基波和各次谐波的检测精度。最后在Matlab中进行了仿真研究,仿真结果证明了该算法在存在直流偏置的畸变电网下进行谐波检测的有效性。     

抑制直流偏移的改进型二阶广义积分器的锁频环设计

针对传统基于二阶广义积分器的锁频环(Second-Order Generalized Integrator Based Frequency Locked-Loop,SOGI-FLL)抗直流干扰能力不足的问题,提出一种能够抑制直流偏移的改进型SOGI-FLL设计方案。简要介绍了SOGI-FLL的结构,并量化分析了输入信号中直流分量对SOGI-FLL的锁频输出信号和正交信号对中β轴分量的影响。通过新增一条低通滤波通道,对SOGI-FLL进行结构改进,并结合锁频环结构推导传递函数进行频率特性分析,证明了该改进方案的有效性。利用PSCAD仿真软件,在含直流分量的电网环境下,通过设置多组SOGI-FLL和ESOGI-FLL的对比实验验证了所设计方案的正确性。     

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。     

基于二阶广义积分器的单相并网系统锁相技术的研究

由于电网电压通常受到扰动和谐波的影响,因此在并网变换器的同步应用中,并网电流和电网存在相位差,会对电网产生冲击和污染。实践经验表明基于某种正交信号发生器(QSG)的锁相环(PLL)具有更好的性能。文章采用基于二阶广义积分器(SOGI)的正交信号发生器,并加以改进,在无需使用三角函数的情况下,设计一个简单的控制环将SOGI谐振器中心频率自适应调节为输入频率,并去除PLL模块,构造了新型的锁频环(FLL)结构。仿真结果表明,该方法不仅易于设计和实现,同时其性能优异,频率和相角的检测速度较快,且不含有稳态振荡,验证了方案的可行性和优越性。     

基于二阶广义积分器的模块化多电平环流抑制策略研究

针对在高压大功率应用场合,模块化多电平变流器(MMC)子模块级联的特点,使其更多地被关注。环流抑制作为MMC安全运行的1个重要因素,越来越受到关注。本文采用了基于二阶广义积分器的环流抑制策略,可以对2倍频提取更简单,控制效果更优。最后利用MATLAB仿真及实验对所提出的控制算法进行了验证,实验结果证明了其可行性。     

一种改进ip-iq谐波电流检测算法

为了更加快速、精确地检测出三相电力系统中谐波电流,基于瞬时无功功率理论,提出了一种改进谐波电流检测算法.该算法利用一种变步长LMS算法来实现ip-iq理论中低通滤波器的功能,用当前误差信号和上一次误差信号归一化的自相关估计来进行步长迭代.与传统ip-iq算法相比,该算法在不降低检测精度的前提下,具有更快的动态响应性能....     

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。     

一种基于ip-iq法的三相4线制系统谐波检测改进方法

为了提高传统三相4线制电力系统谐波电流检测方法的精度,首先分析了传统的三相4线制中谐波电流检测存在的不足,并针对不足提出了基于瞬时无功功率理论的传统三相4线制谐波检测的两点改进方法,最后采用MATLAB仿真软件对改进方法进行了仿真,仿真波形显示,通过改进方法补偿后的三相电流获得了较好的改善.理论分析和仿真结果证明了这种改进方法的可行性和实时性.     

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FBD法与ip-iq法的改进型谐波检测方法

分析了基于FBD(Fryze-Buchholz-Dpenbrock)谐波检测法的基本原理,针对传统FBD法应用于三相四线制系统时计算相对复杂以及滤波环节局限于低通滤波器的现象,提出了一种改进型谐波电流检测方法。首先设计了一种FBD法与i_p-i_q法相结合的谐波电流检测方法,在提高系统灵活性的同时保障了稳定性;其次利用DFT(Discrete Fourier Transform)滑窗迭代滤波模块代替低通滤波器的作用,并采用小波变换对总谐波信号作进一步优化,提高了滤波环节的精确性和实时性。最后通过仿真验证了此方法的可行性和优越性。     

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.     

一种改进型一阶广义积分锁频环的研究

稳定可靠的并网控制策略是提高光伏逆变器故障穿越能力的关键,对锁相技术的研究尤为重要。提出一种改进型一阶广义积分锁频环FOGI-FLL(frequency-locked loop based on first order generalized integrator)技术,首先利用滑动平均滤波器MAF(moving average filter)滤除电网电压中的谐波分量,消除谐波对FOGI-FLL的影响,再利用FOGI-FLL进行基波正、负序分离。仿真结果表明:在发生谐波畸变的电网中,所提出的方法能够在电网电压不平衡、频率突变和相位跳变的故障情况下,准确提取出电网电压的基波正、负序分量,并快速跟踪电网频率和相位。     

无锁相环ip-iq检测任意次谐波电流的新方法

电力有源滤波器是补偿电力系统谐波及无功功率的重要装置,其关键的环节是实时准确地检测出谐波电流。为了检测出任意次谐波电流,消除其对电网的危害,提出了基于瞬时无功理论的无锁相环ip-iq检测方法,该法可检测三相三线制不对称系统任意次谐波的正、负序分量,并将其相加得到任意次谐波电流,而无锁相环ip-iq检测法中的变换矩阵中的频率换为一个固定值可省去传统ip-iq检测方法中锁相环,简化了电路。理论分析表明,ip-iq变换过程中频率偏差不影响检测结果,且可通过设置变换矩阵频率实现对任意次谐波的检测。仿真结果证实了本文所提出新方法的准确性。