基于级联延时信号消除-锁相环算法的配电网静止同步补偿器控制策略

对于配电网静止同步补偿器(distribution static synchronous compensator,DSTATCOM),并网电压的相位实时检测是无功功率检测以及各种坐标变换的关键。在传统的基于同步旋转坐标系的锁相环的基础上,提出了基于级联延时信号消除(cascaded delayed signal cancellation,CDSC)的锁相环算法,以抑制电网电压负序分量和谐波分量对检测结果的影响,并采用拉格朗日插值算法提高相位检测的精度和速度。将该方法应用于负载平衡和不平衡情况下的星形连接的级联式DSTATCOM系统中,平衡情况下采用基于分相控制和有功电压矢量叠加法的控制策略,不平衡情况下采用基于分相控制和零序电压注入法的控制策略,仿真结果验证了控制方法的正确性和有效性。     

基于复系数-延时信号消除法的锁相环设计

针对电网电压不平衡和谐波污染等复杂工况下传统软件锁相环锁相精度不足等问题,提出一种新型软件锁相环的设计方法。文章分析了传统锁相环的基本原理,对电网频率、锁相环输出频率、相位差对锁相性能的影响进行了研究。通过在两相静止坐标系中施加复系数滤波环节抑制电网高次谐波和负序分量的影响,再利用级联延时信号消除法滤除较低次的特定次谐波。通过仿真结果分析表明所提出锁相环具有良好的动态特性和锁相精度,可以在电网电压不平衡和谐波污染等复杂工况下快速准确完成锁相。     

延时信号消除法误差分析

研究了一种在线检测三相正、负序分量的方法,即延时信号消除法(DSC)。在实际电网发生频率偏移时,对DSC产生的误差进行了理论分析,提出了减小电网频率偏移对DSC误差影响的方法。并对一台100 kW的并网样机进行实验,验证了该方案的有效性。     

级联型SVG的无差拍频率自适应快速重复控制

为了提高级联H桥静止无功发生器(SVG)的动、静态性能,对电流预测算法和控制算法进行了设计。首先在d,q轴下建立了H桥级联型SVG的无差拍数学模型,针对补偿电流滞后预测电流两拍的问题,提前两拍进行补偿电流预测。为了减少补偿电流的稳态误差和传统重复控制的延迟,提出一种无差拍频率自适应快速重复控制算法。无差拍频率自适应快速重复控制既适用于N/2为整数,也适用于N/2为小数的情况,避免电网频率波动对控制造成的影响。然后在Matlab平台搭建了仿真模型并进行系统仿真,最后搭建了样机平台并对普通无差拍重复控制和所设计控制算法下补偿电流的波形进行了对比。仿真和实验结果均验证了所提算法的可行性和有效性。     

延时信号消除锁相技术及其延时误差影响分析

基于延时信号消除(DSC)的锁相环(PLL)技术可以实现指定次谐波和负序分量的影响消除,快速捕获非理想电网电压正序分量的相位.然而受限于现场应用的采样速率,延时信号往往无法按预期精准实现,延时误差不可避免.而目前针对这种延时误差对DSC PLL的影响及在此基础上的参数选型约束未见报道.这里在描述DSC对正、负序分离及谐波消除机理的基础上,定量分析了延时误差的影响,并以此为依据,给出了基于给定精度约束的延时误差限值计算方法和采样频率选型原则,指导DSC锁相技术应用时的参数设计.最后通过实验验证了理论分析和参数设计方法的有效性与准确性.     

基于级联信号延迟消除算法的快速指定次谐波提取

实现精确快速的谐波检测是电力系统谐波补偿效果的保证。目前,已存在大量的指定次谐波检测方法,但是都存在着延迟时间长,对电网频率偏移敏感和检测精度不高等一些缺点。为了有效避免或者克服这些不足,提出了一种基于级联信号延迟消除法的新型指定次谐波检测方法,方法可灵活地提取畸变信号中的指定次谐波分量,并且具有较高的检测精度和较短的动态响应时间。最后,通过MATLAB/Simulink仿真验证了方法的可行性和优越性。     

基于FS-MPC的级联型STATCOM控制延时消除方法

提出一种新型有限状态模型预测控制的控制延时消除方法,并将其成功应用于级联型STATCOM,旨在提高级联型STATCOM的电流跟踪控制效果.有限状态模型预测控制用一个指标函数对各种预测结果进行评估,选择使指标函数值最小的开关组合,从而实现对功率变换器的快速控制,但研究发现,控制延时会较大程度影响预测控制的电流跟踪效果.本文在对系统离散化数学模型进一步递推的基础上,通过对传统数字控制的控制流程改进,减小了控制延时的影响、提高了系统性能.为了验证该方法的有效性,在仿真测试的基础上进行了实验验证,2kW样机的实验结果显示,级联型STATCOM具有快速的电流跟踪能力,同时有限状态模型预测控制使系统具有较强的鲁棒性.     

基于单相级联延时信号消除法的三相基波正序有功电流检测方法

快速准确地检测基波正序有功电流,对电能质量控制非常重要。许多传统方法都需使用锁相环、低通滤波器或进行??和dq坐标变换。为此,提出了一种新型检测方法。首先通过扇合矢量变换,将三相系统的电压和电流归一化为单相系统;然后通过构造级联延时信号消除模块对基波正序电压和电流进行快速提取;最后通过简单的数学计算,得到基波正序有功电流。该方法既不需要锁相环,也不需要低通滤波器,还能够省略使用??和dq坐标变换时的复杂计算。仿真结果验证了所提方法的有效性。     

一种频率自适应延迟周期法的锁相环研究

针对电网中出现频率偏移、三相电压不平衡、谐波和直流分量等问题,提出一种频率自适应锁相环算法,基于延迟周期法滤除电网电压的直流分量和偶次谐波,结合滑动平均滤波器滤除奇次谐波。当电网频率出现少许偏移时,引入实时频率估计反馈,对延迟周期法中的周期和滑动平均滤波的采样窗口时间进行实时矫正,提高谐波消除性能。该方法能够在频率偏移时,一个基波周期内稳定锁住电压的相位和频率。最后,仿真验证了所提算法的有效性和正确性。     

实现相位和频率检测解耦的快速锁相环

同步旋转坐标锁相环(SRF-PLL)及其改进型锁相环的相位与频率紧密耦合,电压相位发生突变而频率不变的情况下,检测得到的频率会经历一个暂态过程,导致频率检测的不准确。为此,在准一阶锁相环(QT1-PLL)结构基础上,增设解耦单元,提出改进型准一阶锁相环(MT1-PLL),实现相位与频率检测的解耦。为提高MT1-PLL对不对称、谐波等的抗干扰能力,将级联延迟信号消除法(CDSC)滤波与数学运算滤波结合成前置滤波模块,提取基波正序电压。该前置滤波模块能够滤除2次谐波,且整个滤波过程耗时仅为0.635个周期。同时,考虑了电网频率偏移、信号采样频率的影响,采用误差前馈的方法补偿它们在滤波模块造成的相位误差。最后,在PSCAD/EMTDC中设置各种工况,仿真验证了MT1-PLL、滤波模块以及相位误差消除方法的有效性。     

基于自适应滑模观测器的新型快速锁相环设计

为了提高电力系统中各种装置控制器的性能,需对单相电网电压的相位和频率进行准确、快速估计,为此设计了一种用于单相电网电压的新型快速锁相环PLL(phase-locked loop)方案.新型PLL基于自适应滑模观测器实现了对频率和相位的估计.由单相电网电压状态空间形式可知,系统可观,并得到Luenburger观察器,进一...     

基于交叉解耦双复系数滤波器的频率自适应锁相环

锁相环PLL(phase-locked loop)是控制逆变器实现并网同步的重要方法之一.针对准1型锁相环QT1-PLL(quasi-Type-1 PLL)在电网电压频率偏移时抗干扰能力不佳、导致检测频率和相位误差较大的问题,本文提出一种新型的基于交叉解耦双复系数滤波器DCCF(double complex coeff...     

基于频率自适应改进型梳状滤波器的并网锁相环技术

将梳状滤波器应用于并网锁相环技术中。针对梳状滤波器锁相环(CF-PLL)动态响应慢的缺点,引入校正环节,得到改进型梳状滤波器锁相环(ICF-PLL)。基于ICF-PLL的s域模型,提出了ICF-PLL调节器参数的整定方法。为提高ICF-PLL对电网频率变化的抗扰动能力,提出一种基于频率自适应改进型梳状滤波器的锁相环(FAICF-PLL)和其数字实现方案。仿真和实验结果表明,FAICF-PLL在电网电压发生频率脉动、相角变化、畸变谐波和不平衡跌落时均能准确地跟踪电网电压相位,具有良好的稳态和动态性能。     

宽频带信号频率的快速测量方法

本文介绍了在宽频率范围内，可根据不同信号频率选取不同的测量周期，在尽可能短的时间内，实现高精度的测量。     

正弦波锁相环频率合成电路

介绍了正弦波锁相环频率合成电路的工作原理，组成及特点，这种合成电路的核心器件为答相器，环路滤波器及压控振荡器。     

锁相环式低频频率合成器

频率合成技术是当前最先进的电振荡发生技术,它具有与晶体振荡器相同的高精度和高稳定度。本文介绍一个由最简单的快速锁相环和一组以PMOS集成电路构成的输出分频器所组成的频率合成器,具有高精度和高稳定性的特点,频率范围为10Hz～100KHz连续可调。用于调试、校验四位工频数字频率计。如配以宽频率范围滤波器,将其输出方波变成正弦波,即可成为具有高精度的音频讯号发生器。     

快速高精度实正弦信号频率估计算法

提出了一种利用信号离散傅里叶变换(DFT)系数的实部或虚部来构造频率修正项的新算法,算法只需傅里叶系数的实部或者虚部的最大值附近的3个DFT系数来构造频率修正项,避免了复数运算从而有效减少了运算量,同时算法的频率估计精度接近CRLB(Cramer-Rao low bound).理论分析和仿真结果证实了方法的有效性.算法简单且具有广泛的适用性.     

一种基于级联延迟信号消去锁相环的高压直流输电同步触发控制

现有同步触发控制在交流故障下无法精确产生触发脉冲,这将增大逆变器发生后续换相失败的风险。为此,该文通过建立小信号模型对同步触发控制系统进行详细分析,提出一种改进同步触发控制方法。该方法采用级联延迟信号消去锁相环快速跟踪换相电压相位,并根据交流故障快速检测改进触发方式,使得实际触发角快速准确地跟随触发角指令,有利于高压直流控制系统的精准调节。最后,利用CIGREHVDC标准测试模型对改进同步触发控制进行测试。仿真测试结果表明,该改进同步触发控制能够有效降低逆变器发生后续换相失败的概率,显著提升高压直流输电系统在故障后的恢复性能。     

无锁相环同步坐标变换检测法的硬件延时补偿

针对谐波检测电路遇到的硬件电路延时和锁相环检测误差问题,分析了无锁相环同步坐标变换检测方法对结果的影响,并引入通用瞬时无功理论中的波形相关系数概念,分析了硬件延时对补偿效果的影响,最终提出了一种无锁相环的、考虑硬件延时补偿的改进型同步坐标变换检测法。该方法通过预设同步坐标旋转角速度,避免了锁相环的检测误差,同时在同步坐标逆变换矩阵中引入相位补偿角对硬件延时进行补偿,具有实施简单、适合数字控制、测量准确,且不受电网电压畸变影响的特点。