复杂电网环境下基于DDM-QT1-PLL的并网同步方法

随着分布式电源并网的增加,电网面临着电压扰动、直流偏置、电压不平衡及谐波畸变等诸多问题。在这样的复杂电网环境下,传统锁相环技术(PLL)难以快速、准确地检测到电网电压的频率和相位。为此,提出在准1型锁相环(QT1-PLL)的结构中额外增加联合延时信号消除(DSC)和滑动平均滤波器(MAF)的滤波环节,设计出一种满足复杂电网环境下并网需求的新型PLL(DDM-QT1-PLL)。DDM-QT1-PLL采用αβDSC2与dq DSC4级联MAF的环外滤波和环内滤波结构,消除电网电压直流偏置、不平衡及谐波分量的同时,可有效提高PLL系统的响应速度和稳定性。针对频率偏移时,αβDSC2引起的相位误差,设计一种前馈通道以补偿误差。仿真结果表明DDM-QT1-PLL具有快速的响应速度和良好的干扰抑制能力,并能够在非额定频率的直流偏置下,实现检测频率和相位的零稳态误差。     

电网电压不平衡和谐波畸变下新型并网锁相环设计

针对日益增加的分布式能源并网,旨在设计一种新型的锁相环(PLL),以克服主流PLL在电网电压不平衡和谐波畸变下难以精确地锁定电压频率和相位的不足。由于电压不平衡静止坐标系下电压正负序交流分量存在耦合关系,采用交叉解耦双复系数滤波器(DCCF)结构提取和分离电压正负序分量。利用多变量滤波器(MVF)对输入电压基波正序分量幅值无衰减、零相移特性,将MVF结构引入交叉解耦DCCF结构中,设计一种新型的PLL结构,以增强在高谐波畸变下的滤波能力。最后进行Matlab/Simulink仿真,证明所提出的PLL在电压不平衡、电压频率阶跃和相角跳变下能够快速精确地锁定频率和相位,且比双复系数滤波器锁相环(DCCF-PLL)具有更好的滤波能力。     

两相静止坐标系下基于改进型双二阶广义积分器的锁相环控制策略

由于分布式新能源和多样化负荷广泛接入电网,传统基于单同步旋转坐标系的锁相环（SRF-PLL）结构在复杂工况下无法准确地跟踪电网相位、频率等参数,因此本文提出一种在两相静止坐标系下基于改进型双二阶广义积分器（DSOGI）的锁相环控制策略。首先,采用级联谐振滤波器处理低频段奇次谐波,在二阶广义积分正交信号发生器（SOGI-QSG）的基础上添加直流偏置滤除支路,在消除直流扰动、实现正负序电压解耦分离的同时,优化对高频段谐波的抑制;然后,构建αβ锁相环（PLL）结构,基于小信号控制模型优化动态响应性能,提高锁相精度;最后,通过Matlab/Simulink仿真对比,证明了改进型锁相环控制策略的有效性。     

电网电压畸变下电流型PWM整流直流侧恒流控制

针对电网电压畸变下电流型PWM整流器直流侧含有较大的低次谐波,传统的控制策略需要复杂正负序分解,坐标变换和解耦控制。提出了一种无需锁相环的电流型PWM整流直流侧恒流控制策略,推导出直流电流平方的功率外环控制,直流侧采用恒流控制,取代传统的PI控制;电流内环采用比例谐振和谐波补偿控制实现对网侧电流的无差跟踪。该控制算法基于静止坐标系下,无需锁相环、坐标旋转变换和解耦控制,简化了控制模型。仿真和实验也验证了该控制策略的正确性。     

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。     

基于改进型DSOGI-PLL的电网电压同步信号检测

基于双二阶广义积分器的锁相环(dual second-order generalized integrator PLL,DSOGI-PLL)通过二阶广义积分器产生正交信号和滤除谐波,可实现在电网电压不对称和畸变情况下同步信号的提取。但当电网电压含有多次谐波时,基本二阶广义积分器的滤波效果不理想,锁相环提取的同步信号出现波动。文中通过构建谐波消除模块,在DSOGI-PLL的基础上,提出一种改进的锁相环结构。该锁相环在计算分离正负序电压之前先利用谐波消除模块消除电网电压中的各次谐波,从而消除谐波对锁相环的影响,准确地提取电网电压同步信号。MATLAB仿真和实验结果均表明,这种锁相环在电网电压不对称和含有多次谐波时能有效地提取基波的正负序分量、频率和相位。     

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。     

电网电压不平衡条件下三相锁相环的性能比较

快速准确地检测电网电压幅值、相位和频率信息是实现三相并网型电力电子变换器良好运行控制的前提。锁相环(PLL)作为目前使用最普遍的电网电压幅值、相位和频率的获取方法,其性能对于整个控制系统至关重要。本文在对三相软件锁相环基本原理进行分析的基础上,针对电网电压不平衡情况下基于单同步旋转坐标系的常规PLL检测的幅值和频率会存在较大2倍频谐波扰动的问题,深入研究了目前在电网电压不平衡条件下三相锁相环的设计思路和实现方法。最后,通过Matlab/Simulink仿真实验对各锁相环在电网电压不对称跌落的情况下的稳态和动态性能进行分析对比,归纳总结各锁相环的优缺点,以期为实际工程应用提供理论依据和参考。     

抑制电网谐波和直流电压的新型锁相环研究

针对在电网电压含多次谐波和直流电压时解耦双同步参考坐标系锁相环(DDSRF-PLL)对频率和相位锁定存在较大偏差,本文提出一种新型锁相环,该锁相环在dq信号正负序解耦前添加新型正交信号发生器(SOGI-QSG)来滤除谐波和直流电压,为解耦双同步参考坐标系锁相环提供稳定的αβ信号,从而提高锁相环抑制谐波和直流电压能力。对该锁相环Matlab/Simulink仿真研究并与解耦双同步参考坐标系锁相环和添加传统正交信号发生器的解耦双同步参考坐标系锁相环进行对比,验证了该锁相环在电网电压含多次谐波和直流电压时能够滤除电压谐波和直流电压,锁频锁相效果较好,有效提高了系统稳定性和可靠性。     

利用卡尔曼滤波锁相环的有源电力滤波器研究

有源电力滤波器(APF)需要锁相环(PLL)获得电网电压相位.当电网电压出现谐波干扰时,传统PLL易受到电压扰动的影响,其产生的相位延迟导致无法准确检测谐波电流.此处设计一种采用卡尔曼滤波PLL的谐波电流检测方法,通过最小均方差递推观测数据,实时预测多个状态变量.以单相APF为例,搭建Matlab仿真模型及实验平台.仿真结果表明,卡尔曼滤波PLL较传统PLL具有跟踪速度快、抗干扰能力强的优点;实验结果也充分验证了采用卡尔曼滤波PLL的APF补偿效果好、相位延迟小.