动态电压恢复器软件锁相技术

对动态电压恢复器中常用的软件锁相环进行了研究,针对三相不平衡情况下负序分量对锁相环检测精度的影响,提出了基于数学形态滤波器的软件锁相环.通过选取适当的结构元素,结合形态学的基本运算,设计出低通形态滤波器来抑制由负序分量转换而来的2次谐波,提高锁相环的抗干扰能力和检测精度.理论分析和仿真实验都验证了其可行性,结果表明该方...     

同步相位与瞬时对称分量的检测新方法

电网不对称故障时,快速、准确地检测同步相位和对称分量,是基于电压源逆变器的灵活交流输电系统(FACTS)装置实现控制与保护的关键问题之一。在分析传统三相锁相环工作原理和负序分量影响锁相环(PLL)检测性能的基础上,设计了一种同步相位与对称分量的一体化实时检测新方法。该方法在正负序同步坐标系下采用电压前馈补偿实现对称分量的检测,用测得的基波正序电压q轴分量作为锁相环的输入,用锁相环的输出相位作为同步坐标变换的参考相位。并分析了该方法实现的机理,给出了检测电路的实现框图,同时进行了实验验证。结果表明,该方法既能在电网电压不对称时准确检测同步相位和对称分量,又能消除交流系统频率变化对检测同步相位和对称分量的影响。     

电网电压不对称故障下软件锁相技术

介绍了传统软件锁相环(SPLL)的工作原理及优缺点,针对电网发生三相不对称故障情况下负序分量对锁相环检测精度的影响,提出基于整系数滤波器的SPLL.通过零极点对消的方法设计出低通整系数滤波器来抑制由负序分量转换而来的2次谐波,提高了锁相环的抗干扰能力和检测精度.由于整系数滤波器运算量小,其对SPLL的实时性影响很小.实验结果验证了所提方法的可行性.     

动态电压恢复器电压跌落检测

动态电压恢复器中常用d-q变换法实时检测电压跌落,但是它的检测精度和实时性易受到三相不平衡情况下负序分量和低通滤波器的影响。提出一种改进的检测方法,首先对三相电压进行微分运算,构造线性方程组实现电网电压中的正、负序分量分离,再对正序分量进行d-q变换,消除负序分量的干扰,最后使用高截止频率低通滤波器滤除其他频次干扰,减少系统延时。理论分析和仿真试验都验证了其可行性。     

一种新型风电电压跌落检测方法的研究

随着风电并网的发展,电网对电能质量的要求越来越严格,这就要求风力发电机组具有低电压穿越(LVRT)能力,首先就突出了如何应对电压跌落的重要性.根据矢量检测原理,设计了一种锁相环(PLL)来检测电压跌落.由于产生的负序分量危害很大,所以在滤波环节利用陷波器分离正负序分量,为了弥补响应稍慢的不足,在控制中引入谐振环节控制负序分量.仿真和实验表明,该方法检测响应快,能快速检测出电压跌落,并且消除了负序影响,减少了系统延时,同时具有一定的LVRT能力.     

基于双dq坐标变换的三相电压锁相环的研究

提出了一种三相电压不平衡情况下,三相电压基波频率、正序电压分量和负序电压分量相位锁定方法。正序dq坐标变换时,负序电压分量将在dq轴电压分量上产生交流分量,导致基于dq坐标变换的三相电压锁相环存在误差;通过提取负序dq坐标变换中dq轴的直流电压分量,对正序dq坐标变换q轴电压分量进行补偿,从而准确快速锁定正序基波电压相位。通过负序dq坐标中d轴和q轴的直流电压分量检测负序电压初相角,锁定负序电压相位。仿真结果表明,该方法能够快速准确地锁定三相电源在不对称情况下的基波频率、正序电压相位和负序电压相位。     

采用正弦幅值积分器的单同步参考坐标系同步信号检测方法

三相并网变流器的控制需要提取电网电压同步信号,实现正、负序分量的分离。在电网电压不对称工况下,由于电压负序分量的影响,传统的单同步参考坐标系锁相环(SRF-PLL)性能受到影响。本文通过对不对称工况下SRF-PLL的性能分析,提出了一种基于正弦幅值积分器锁相环(SAI-PLL)的单同步参考坐标系正、负序分量分离方法。该方法利用正弦幅值积分器(SAI)消除了基波负序分量对正序分量提取的影响,并可同时实现负序分量的提取。详细介绍了SAI-PLL方法的工作原理,并建立了数学模型,讨论了相关参数的选取。与其他方法进行了比较,结果表明本文提出的方法在性能上具有一定的优势。仿真和实验结果均表明,所提出的方法能够消除电网不对称/畸变工况对同步检测的影响,准确快速地提取电网同步信号。     

电压不平衡时风电系统中基于双同步变换的锁相环设计

快速准确地锁定正序基波电压分量的相位和频率是保证风力发电系统中网侧变换器、静止无功补偿装置安全可靠运行的基础.针对基于单dq坐标变换的锁相环在电压不平衡和畸变时动态过程较差等问题,提出一种基于解耦双同步参考坐标变换的锁相环设计方法,通过双dq变换和解耦计算检测出不平衡电网电压中正序分量和负序分量,从而消除电压不平衡的影响.在电压不平衡、电压畸变、频率突变和单相接地情况下进行了仿真和实验研究,结果验证了所提方法的正确性和有效性.     

电网电压不平衡及谐波畸变时基波电压正负序分量分离新方法

针对传统锁相环(PLL)在电网电压不平衡及谐波畸变下利用常规软件锁相环不能准确获取相位的问题,提出了一种新的正负序分量分离新方法。利用了相序解耦谐振控制器能去除高次谐波和延时信号消除(DSC)法可滤除特定谐波的特性,将相序解耦谐振和延时信号消除法结合起来,达到更好的正负序分量分离的效果。最后,采用MATLAB/Simulink软件仿真结果证明了所提出方法的可行性和有效性。     

电网故障下风力发电系统网侧电压同步信号检测

风力发电系统网侧变换器的并网性能依赖于高性能的同步检测系统,尤其是在电网电压故障情况下快速而准确地提取同步信号。在双同步参考坐标系下提出一种基于二阶广义积分器(SOGI)的新型锁相环,消除了dq变换中电网电压不平衡和低次谐波产生的2倍频和谐波变换交流分量带来的影响,实现了对基波电压同步信号的检测。MATLAB仿真和试验结果表明:该方法能快速有效地实现对基波电压正、负序分量以及电压频率、相位的提取。     

电压畸变条件下静止无功补偿器同步方法研究

提出一种用于静止无功补偿器(SVC)控制的电压同步方法,即基于序分量的同步坐标轴锁相环(SBSRF-PLL)方法.该方法通过坐标变换,获取了电网三相电压相对于锁相环的角度,故能够完全消除传统同步坐标轴锁相环的锁相误差.在电网电压存在谐波、不平衡、频率变化等畸变情况下,采用SBSRF-PLL方法能够快速、准确地跟踪电压正...     

基于电网电压前馈补偿的光伏并网逆变器零电压穿越控制

根据相关国家标准要求,大型光伏并网逆变器需具备零电压穿越(ZVRT)能力以防止其发生低压自动脱网,从而影响电力系统正常稳定运行。在分析光伏并网逆变器ZVRT标准的基础上,详细讨论了逆变器实现ZVRT的各项关键技术,包括电网电压正负序分离及锁相、逆变器有功和无功电流控制、电网电压不平衡时系统控制等。在此基础上,进一步提出向系统电流环引入电网电压前馈分量相位超前补偿环节,以改善逆变器故障穿越瞬间并网电流过冲现象。最后,利用RTDS和一台500 k W样机的实验结果验证了所述光伏并网逆变器ZVRT控制策略的正确性和有效性。     

基于光伏并网低电压穿越的改进锁相环设计

基于光伏并网逆变系统对低电压穿越(LVRT)技术的严格要求,针对当电网发生不对称电压跌落时锁相环(PLL)可能出现锁相失败的情况,利用一种充当PLL前置滤波的二阶广义积分(SOGI)相序分离法对PLL进行改进,使改进后的PLL能够应对多种形式的电网电压跌落故障。最后,在Matlab中创建了仿真模型,从得到的理想波形可以证实此改进方法的可行性。     

光伏发电系统低电压穿越特性分析

为了消除电网的不稳定件凶素和改善电能质量,通过引述行业对风能的冷释,针埘某光伏逆变器在试验过程中m现的典型穿越能力故障,采用Matlab／Simulink对系统战障试验过程中的波形进行了分析,重点分析了系统不平衡故障条件上的试验情况及卡H关特性。分析结果表明,通过采用电网二次谐波等相关的正序、负序、零序、稳念锁相环（PLL）技术,可有效改善传统的d、q框架控制策略,进而有效改善光伏逆变器存电网战障穿越期间的电能质量。,     

电网不平衡状态下风电机组运行控制中电压同步信号的检测

大型风电机组所联电网并不理想,时有故障发生,给并网风电机组运行控制提出更高要求.为了增强风电机组可靠运行能力,必须对各种故障下电网的频率、相角和幅值进行准确、快速地检测,以便控制系统及时采取应对措施.作为风电机组不对称运行的前期研究,本文在充分研究现有锁相环(PLL)技术的基础上,提出了一种能够同时跟踪电网电压正、负序分量的新型双dq PLL方法,并通过仿真和实验验证了其优越的性能.该方法对电网不对称状态具有较强的检测能力,能为电网不对称故障下风电机组运行控制提供实施依据.     

基于反Park变换的不平衡锁相环设计研究

为实现不平衡电网下正序基波电压相位和幅值的快速、准确获取,本文提出一种基于反Park变换的三相锁相环设计方案。首先,提出一种基于反Park变换的正交信号发生器实现方案;然后,对前述方案进行了详细的数学分析,从理论上证明了所提方案可以有效进行信号正交处理,并给出其关键参数的设计方法;接着,以该正交信号发生器为基础,构建适用于电网不平衡条件下的三相锁相环;最后,通过搭建PSCAD仿真模型在多种电网环境下对本文所设计锁相环进行性能测试,仿真结果表明该锁相环具有良好的适应性,能快速、准确地锁定正序基波电压的相位和幅值。     

解耦多同步参考坐标系电网电压同步信号检测方法

在新能源发电并网中,并网变换器需根据电网运行状态实施相应的控制以保证其安全可靠运行。需要对电网电压的频率和相位实现快速准确的检测,同时还需要为变流器的并网运行提取出正负序分量。本文针对解耦双同步参考坐标系锁相环在谐波情况下频率检测结果和同步效果差的问题,提出了一种解耦多同步参考坐标系电网电压同步信号检测方法。该方法通过正负序dq轴系以及低次谐波的dq轴系分解,实现了多轴系dq分量的解耦,可以在电网电压不对称和含有谐波分量的情况下,快速提取出电网电压的频率和相位信息,同时还可得到正负序分量的dq轴变换结果。实验结果表明提出的方法在电网电压不对称、频率变化和含有多次谐波情况下均具有很好的同步效果。     

基于双同步旋转坐标的单/三相通用锁相算法设计

提出了一种新型单相/三相通用锁相环算法。该算法将单相电压、三相电压统一视为三相不平衡信号,在双dq同步旋转坐标系上进行投影,利用二倍频分量提取网络来实现正序信号、负序信号的快速解耦,有效提高了锁相环低通滤波器的截止频率;同时,利用正序直流d/q比值作为锁相环反馈量,克服了交流母线电压幅值变化的影响;同时还介绍了算法的结构和原理,建立了锁相环传递函数。考察了锁相环传递函数的零极点分布,分析了采样周期、低通滤波器截止频率对锁相性能的影响。最后,进行了仿真和实验,证明了该算法的有效性。     

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.     

电压不平衡条件下改进型锁相环的设计与实现

针对基于d-q变换的锁相环在电压不平衡和畸变时动态过程较差的不足,提出一种基于d-q变换的改进型锁相环模型,能有效提取正序电压分量,消除电压不平衡的影响,并具有较强的谐波抑制能力。在PSCAD/EMTDC环境下的仿真研究和基于单片机C8051F410实验系统的实验研究结果验证了所提方法的正确性和可行性。