基于单/双同步坐标系的软件锁相环建模和仿真

针对风力发电机组的低电压穿越控制要求,有必要研究适应电网电压平衡和不平衡情况下的电压快速准确检测方法。在分析单/双同步坐标轴系软件锁相环工作原理的基础上,基于Matlab/Simulink软件平台,分别建立了单同步坐标系软件锁相环（SSRF-SPLL）和双同步坐标系的解耦软件锁相环（DDSRF-SPLL）的仿真模型,并针对电网电压理想工况和电网电压三相不平衡情况,对单/双同步坐标轴系下软件锁相环的运行性能进行了仿真比较。结果表明,SSRF-SPLL仅适合电压理想正常工况下的监测,而DDSRF-SPLL不仅     

非理想电网下基于双d-q变换的锁相环设计

针对传统的单同步坐标锁相环(SSRF-SPLL)在非理想电网条件下存在检测相位和幅值不准确的问题,此处提出多陷波器级联的双同步坐标系解耦软件锁相环(DDSRF-SPLL),通过多个陷波器级联环节滤除电网背景谐波,通过双同步坐标系解耦滤波环节提取电网正负序分量。该方案可以快速准确地输出电网电压的相位、频率和正负序分量。仿真和实验结果验证了所提锁相环(PLL)在电压理想工况、不平衡工况、基波非工频工况和电压有背景谐波工况的有效性。     

风力发电并网变流器同步技术研究

研究了用于风力发电系统电网侧变流器并网同步技术,分析并比较了四种同步技术的工作原理及实现方法,即单同步坐标系软件锁相环（SSRF-SPLL）、增强型锁相环（EPLL）、双同步坐标系解耦软件锁相环（DDSRF-SPLL）以及基于双二阶广义积分器的锁频环（DSOGI-FLL）。基于Matlab/Simulink软件平台,分别搭建了这四种并网同步技术的仿真模型,并在理想电网电压和不平衡电网电压情况下,对不同方法运行性能进行了比较。结果表明,SSRF-SPLL控制算法实现最为简单,但其仅在电网电压理想工况下有效。而其他三种方案不仅适合于理想电压工况,而且在电网故障情况下也能对电网电压实现准确监测。而在动态性能方面,EPLL方法性能较差,DDSRF-SPLL较前者好,但是其控制算法复杂。DSOGI-FLL方法在电网频率和相位检测性能方面最好,而且控制算法简单。     

基于FPGA的三相电网不平衡下的锁相环设计

针对现有的数字锁相环在三相电网电压不平衡下精度降低的问题,提出了一种基于双同步坐标系解耦软件锁相环(DDSRF-SPLL)的控制策略。分析了DDSRF-SPLL的数学模型,根据DDSRF-SPLL解耦控制策略,采用硬件描述语言VHDL设计了基于FPGA的各个模块。仿真结果表明,基于FPGA的锁相环抗干扰能力强,对频率波动具有很好的适应性,锁相效果稳定、准确。     

电压不平衡时单同步坐标系锁相环的改进算法

为了在电网电压不平衡时能跟踪电网电压基波相位和频率,分析了单同步坐标系的三相软件锁相环(SSRF-SPLL)在电网电压不平衡时不能准确快速锁定基波电压相位的原因,即电网电压不平衡时,dq变换得到的eq中含有二次谐波分量,在使用PI控制时,此二次谐波分量将导致PI难以实现无误差跟踪,影响锁相输出角度。在提高稳态性能并考虑动态性能的基础上,提出了在PI调节器之前增加2次陷波器和特定截止频率的低通滤波器的改善方案。最后通过搭建仿真和实验平台验证了方案的可行性和有效性。     

适用于电网不平衡时的广义积分器锁相环设计

为准确快速检测出电网电压的幅值、相位和频率,在分析对称分量法及单同步坐标系锁相环基本原理的基础上,提出了广义积分器锁相环的设计方法。这种方法在αβ坐标系下对电网电压进行正、负分序,进而锁定正序电压的相位和频率。并且使用Matlab/Simulink环境分别对单同步坐标系锁相环和基于广义积分器锁相环进行仿真研究,仿真结果表明广义积分器锁相环在电网不平衡时能够准确提取电网信号的幅值、相位和频率,频率自适应性良好且对低次谐波有一定的抑制作用。     

基于解耦的双同步坐标系的三相锁相环设计

快速准确地跟踪电网电压是并网变换器稳定运行的保障。针对传统锁相环在电网电压畸变或不平衡下,不能实时并精确检测出基波正序分量幅值和相位的问题,提出了一种基于解耦的双同步坐标系(DDSRF)的三相锁相环设计方法,该方法通过引入解耦的双同步坐标系分离出基波正序分量,实现了基波正序分量的精确检测。仿真结果表明该三相锁相环能够在电网不平衡和畸变时快速准确地检测出电网电压基波正序分量的幅值和相位。     

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。     

基于多变量滤波器的软件锁相环研究

软件锁相环(SPLL)常用于跟踪电网频率和相位,针对常用的单同步坐标系锁相环(SRF-PLL)在电网三相电压不平衡情况存在2次谐波的问题,提出了一种基于多变量滤波器(MVF)的三相数字锁相环的设计方案。分析了MVF抽取电网电压正序基本的理论机理,并通过试验验证了在非理想电网条件以及电网跌落条件下,MVFPLL仍可以准确跟踪三相电网相位。     

光伏并网逆变器在不平衡电网下的控制策略研究

目前,在平衡电网电压下的光伏并网逆变器的控制已较成熟,而在不平衡电网下,光伏并网逆变器的传统控制策略会引起电压不稳定和有功无功功率的二次脉动.通过建立并网逆变器的数学模型,获得dq坐标系下的并网逆变器的动态方程,分析并网逆变器控制策略的关键是其锁相环能够准确提取电网三相电压相位.传统的三相同步锁相环(SRF-PLL)在电网三相电压不平衡时无法准确提取电压的相位,在举例分析国内外几种获取电压准确相位方法的优缺点的基础上,采取了一种基于解耦双同步参考坐标系下的锁相环(DDSRF-PLL)的控制策略,通过dq旋转轴的坐标系和解耦网络,可准确获取三相不平衡电网的电压相位,并采用旋转dq坐标系分离正负序分量,完成独立控制.最后构建电网三相电压平衡和不平衡工况下的光伏并网逆变器的仿真模型,验证了该控制策略的可行性和有效性.