基于分数阶PI~λD~μ重复控制的多SOGI锁相环设计

由于电网电压不平衡、含有大量谐波分量,导致传统的锁相环基波相位跟踪失败,多SOGI的锁相环响应速度慢、误差大等问题。设计基于分数阶PI~λD~μ重复控制策略的多SOGI锁相环。在电压不平衡和含有谐波的情况下,利用Simulink分别进行仿真分析,结果证明该方案比传统锁相环和多SOGI锁相环能更好地跟踪电网基波电压的相位,同时能有效地提取正负序幅值,提高了并网发电系统并网的快速性、稳定性、抗干扰性和有效性。     

基于频率自适应滤波器的单相锁相环

单相电网的锁相自由度不足和电网频率变化导致相位检测存在稳态误差,针对上述问题,研究了一种基于频率自适应滤波器的锁相环.首先分析了滤波器的特性及其频率自适应机制,然后阐述了锁相环控制系统的关键参数整定方法,最后对所提的锁相环进行了仿真研究.研究结果表明:基于频率自适应滤波器的单相锁相环能够精确检测电网的相位和频率,并能有效消除因电网频率变化而导致的相位检测误差.电网含谐波电压和频率变化时的仿真结果均证明了所研究锁相环的可行性和有效性.     

基于双派克变换的新型三相锁相环技术

针对电网电压不平衡故障时,三相锁相环输出存在二倍频谐波扰动问题,提出了一种基于双派克变换的新型锁相环.对电压信号分别进行正序派克变换和负序派克变换,并将负序派克变换中的直流量乘以变换矩阵,通过交叉解耦可消除正序派克变换中的二倍频分量,有效提取了基波正序直流分量,可实现电网电压不平衡条件下的相位和频率准确跟踪.在Matlab/Simulink环境中建立了仿真模型,分析了锁相环在电网不平衡下的稳态响应.结果表明,本文提出的锁相环较传统的锁相环而言,在电网故障下更能精确检测电压相位和频率信息.     

基于dq变换的三相自适应锁相环技术

针对基于dq变换的传统三相锁相环技术在电网扰动情况下不能准确获取相位的问题,提出了一种基于dq变换的三相自适应锁相环,通过一个自适应环节检测出锁相环三相输入电压信号的基波分量,并将基波分量送给dq变换锁相环以检测出电压的相位.同传统锁相环相比,所提的自适应dq锁相环能在电网电压暂降、电压不平衡、频率跳变、相位跳变以及含有较高谐波的情况下更精确地检测出电压相位.仿真结果表明,该自适应dq锁相环在检测精度和稳定性等方面都优于传统dq锁相环.     

基于矢量变换的锁相环控制研究

为提高三相电网电压不对称工况下传统锁相环性能,提出一种基于矢量变换的新型锁相环控制技术.在解析同步坐标系下传统锁相环工作原理的基础上,分析了电网电压不对称对锁相环同步输出相位的影响,采用矢量变换方法检测电网电压正、负序分量的幅值和相位,并根据锁相环控制系统频率响应特性曲线,给出了锁相环控制器参数选择的理论依据.仿真及实验结果证实,基于矢量变换的新型锁相环性能不受三相电网电压不对称影响,相关参数变化规律与理论分析一致.     

一种频率自适应滑动平均滤波器的电网同步方法

针对电网电压畸变条件下电力电子变流器的同步锁相问题,提出一种基于频率自适应滑动平均滤波原理的同步锁相(MA-PLL)方法.该方法在传统的同步锁相环基础上,利用滑动平均滤波器在零点频率处的高衰减性能,消除畸变电网条件下电压谐波及不平衡分量对同步锁相的精度影响;采用频率自适应和幅值归一化方法,提高锁相环在电网电压频率变化与幅值波动时的跟踪性能;采用小信号分析法,对锁相环系数进行设计和选取,提高锁相环的动态响应.实验结果表明:在电网电压畸变、不平衡以及频率变化情况下,提出的方法均能准确快速地获得电网的相位和频率信息.     

两级式光伏并网系统建模及关键环节的设计

搭建了两级式光伏并网系统模型,研究其控制策略,分析光伏并网的关键技术环节。前级首先采用DC/DC升压环节,并配合MPPT(最大功率点跟踪)装置来提升光伏系统的工作效率。对传统的MPPT算法进行了改进,采用了与遗传算法相结合的电压干扰观测法,即使外界环境剧烈变化,该算法都能对最大功率点进行准确跟踪控制。后级逆变环节采用单相桥式逆变,利用PLL(锁相环)实现并网电流和电网电压同相位,针对电网电压会对并网电流造成干扰,提出了电网电压前馈补偿控制。最后利用MATLAB软件中simulink模块对模型进行仿真验证,证明了方法的可行性。     

静止无功补偿装置中的全数字频率自适应锁相技术

当电网不平衡和电压畸变的情况下,传统的基于dq同步坐标变换的三相同步锁相环（SRF-PLL）,存在无法准确锁定电压相位及频率的不足,不能很好满足静止无功补偿装置（SVC）的应用要求。基于目前存在的难题,提出一种易于工程实现的全数字频率自适应锁相技术,利用频率自适应相序检测器的正负序完全分离性能及其滤波特性,准确锁定电压正序基波频率和相位;给出此锁相技术在SVC主控装置中的数字实现方案,搭建基于主控装置控制算法源程序的SVC控制系统仿真模型。根据某炼钢企业电弧炉系统实际运行参数,对提出的锁相环性能进行仿真研究,PSCAD/EMTDC仿真结果表明,在电网不平衡和电压畸变时该锁相环可以准确锁定相位频率,且锁相性能不受系统频率偏差和波动的影响。     

基于人工神经网络的相位跟踪研究

本文介绍了一种基于人工神经网络的相位跟踪控制方法,当电网并网时,用于对控制电流与电网电压进行同相位跟踪,以实现对电网电压的同步跟踪。经MATLAB电力系统动态仿真,验证了该文提出的BP控制方法,跟踪性能良好,具有较强地自适应能力。     

基于模糊PI控制的双同步解耦坐标系三相不平衡锁相环设计

针对传统锁相环在电网电压不平衡时对正序基波分量的幅值和相位不能快速实时检测等问题,提出了一种基于模糊PI控制的双同步解耦坐标系三相不平衡锁相环。该控制系统通过在线调整PI参数能更精确迅速地将电网电压正序基波分量分离,从而实现基波分量相位的快速实时检测。仿真结果表明,与传统单同步和双同步锁相环相比基于模糊PI控制的双同步解耦坐标系锁相环在电网电压不平衡和发生畸变时能更准确、迅速地检测正序基波分量的幅值和相位。     

无锁相环的基波正序有功电流检测改进方法

针对在复杂电网电压情况下由于锁相环检测误差造成的基波正序有功电流检测误差问题,提出一种基于d-q变换的改进算法。该算法不需要锁相环,通过预先设置d-q坐标变换的频率及相位,同时处理三相电压、电流,并通过低通滤波器提取出电压相位信息用来对电流进行相位校正,最后通过低通滤波器便可以获得电流的基波正序分量。在MATLAB中对该算法进行了仿真,结果表明该算法具有较好响应速度和较高的准确度。     

锁相环在三相逆变电源相位对称性中的应用

针对常规三相逆变电源不能满足任意不平衡负载的缺点,提出了在组合式三相逆变电源中相位解耦的方案.各相分别采用锁相环进行闭环控制,使输出电压的相位跟踪基准相位,保证了逆变电源相位的对称性,实验证明了电路设计的正确性.该方案已应用到SFC-D系列逆变电源中.     

利用锁相环的水轮发电机调速模拟装置

介绍了由锁相环（ＰＬＬ）、可编程逻辑器件（ＰＬＤ）和单片机（８０Ｃ１９６）组成的水轮发电机组调速模 拟装置的原理。利用锁相环实现了可控硅触发脉冲自动跟踪电网频率和相位波动;利用可编程逻辑器件实 现了故障类型判断和故障报警;利用单片机完成水轮机模型的动态仿真和参数设定。利用该装置进行了水 轮机响应特性动模实验。     

基于双d-q旋转轴的三相电压锁相环分析及仿真

针对普通的三相锁相环在三相电压不对称时不易消除二次谐波的缺点,提出了基于双d-q旋转轴的三相锁相环模型,对所提出的模型进行建模与仿真.仿真结果表明,在三相电网电压平衡和不平衡两种情况下,双d-q旋转轴三相锁相环都能准确锁相.     

锁相环动态频相跟踪特性分析

在分析锁相环工作原理的基础上,利用传递函数法建立了锁相环跟踪误差的二阶等效模型,并对锁相环的动态频相跟踪特性进行了理论分析．利用MATLAB构建了锁相环的仿真模型,针对输入信号中发生频率和相位突变、频率连续瞬变以及谐波畸变等多种情形,开展了仿真研究．理论分析与仿真结果表明,锁相环具有与二阶控制系统类似的特征,必然存在着响应时间、超调、偏差等现象,对输入信号的准确跟踪也需要一定具体条件．研究结果为锁相环的应用条件确定、外围电路参数设计以及性能改进等提供了参考依据．     

锁相环动态频相跟踪特性分析

工作原理的基础上,利用传递函数法建立了锁相环跟踪误差的二阶等效模型,并对锁相环的动态频相跟踪特性进行了理论分析.利用MATLAB构建了锁相环的仿真模型,针对输入信号中发生频率和相位突变、频率连续瞬变以及谐波畸变等多种情形,开展了仿真研究.理论分析与仿真结果表明,锁相环具有与二阶控制系统类似的特征,必然存在着响应时间、超调、偏差等现象,对输入信号的准确跟踪也需要一定具体条件.研究结果为锁相环的应用条件确定、外围电路参数设计以及性能改进等提供了参考依据.     

基于光伏并网系统的单相SOGI-PLL技术研究

针对光伏并网系统中传统SOGI-PLL在运行时因电网电压出现波动而导致输出角频率中含有基波二倍频谐波的问题,在分析二阶广义积分器锁相环的原理和结构的基础上,采用前馈滤波器消除电网电压计算和AD采样延时,并在环路滤波器前引入改进的陷波滤波器来消除二倍频谐波。Matlab仿真结果表明该改进的控制策略能有效地衰减前馈电网电压引起的谐波,并在电网频率跳变的非理想电压情况下快速锁定电压相位、保持良好的锁相精度,能进一步改善光伏并网逆变系统的控制效果。     

基于同步坐标系的三相电网软件锁相环仿真研究

风电场前期安装的部分硬件设备已不能更换,同时又要求实现低电压穿越功能,这就需要一种简单实用的方法来获取电网电压变化的信息。阐述了软件锁相环的基本结构和原理,从理论上分析系统的稳定性和跟随特性,用矢量解耦的方法研究了基于单同步旋转坐标系的软件锁相环的设计方法,用二阶系统的标准形式对调节器参数进行整定。根据实际条件,计算出用于仿真的各个系统控制参数。利用Matlab/Simulink软件搭建该仿真模型,并在平衡电网电压和不平衡电网电压情况下,对系统性能进行分析比较。仿真结果说明,同步坐标系方法能够获得较好的电网信息,三相平衡电网时适合采用单同步坐标系方法,电网平衡度大时适合采用双同步坐标系方法,该方法有一定的工程应用价值。     

三相并网逆变器的软件锁相环研究

针对传统的软件锁相环在电压畸变和三相电压不平衡的情况下存在的锁相精度不高和动态响应慢的问题,利用坐标变换方法,在传统的软件锁相环基础上,添加了2ω陷波器环节,成功实现了正、负序分量的分离,从理论分析和仿真两方面证实了该方法能够精确的锁定电压相位,且具有较好的动态响应特性,并提出了基于FPGA的实现方案.     

超声清洗设备功率自动监控电路的设计

为使超声清洗设备射频输出功率最大,要求超声换能器始终工作在谐振状态下。采用频率自动跟踪技术,并引入数字锁相环具体实现系统频率自动跟踪。仿真结果表明,所设计的超声清洗电路直流到射频输出功率转换效率较高;超声换能器上的电压、电流信号相位同步,换能器始终工作在谐振状态下。