一种穿越频率自适应的四阶广义积分锁频环

滤波器级联型锁频环可以抑制电网电压中非基频分量对频率估计的影响,适用于直流偏置严重和谐波复杂多变的场景,但是难以同时兼顾动态和稳态性能。分析对比了级联二阶广义积分锁频环(cascaded second-order generalized integrator frequency-locked loop,CSOGI-FLL)和四阶广义积分锁频环(fourth-order generalized integrator frequency-locked loop,FOGI-FLL)两种典型的滤波器级联型锁频环,推导并建立了两者传递函数和线性模型,采用振荡指标法整定两者的控制参数,证明了FOGI-FLL的参数设计灵活性优于CSOGI-FLL。针对FOGI-FLL分析了中频宽和幅值穿越频率影响其动态和滤波性能的规律,提出了根据电网电压估计误差自适应调整FOGI-FLL幅值穿越频率的方法,从而实现FOGI-FLL动态和滤波性能的自适应调节,称其为穿越频率自适应的四阶广义积分锁频环(FOGI-FLL with crossover frequency adaptation,CFAFOGI-FLL)。最后,实验对比了CFAFOGI-FLL、SOGI-FLL、CSOGI-FLL和FOGI-FLL的各项性能。实验结果表明,CFAFOGI-FLL相较于其他比照技术可以兼顾动态和稳态性能,能够同时满足收敛速度快、估计精度高、滤波能力强的应用要求。     

基于双2阶广义积分器锁频环的电网同步技术

双2阶广义积分器锁频环(DSOGI-FLL)与其他常规锁相环相比,具有较好的电网适应性,在电网谐波含量较高及电网故障跌落的情况下可实现对电网电压基波频率和相角快速准确的捕获。构建了基于DSO-GI-FLL的并网变流器电网同步控制系统,仿真和实验结果表明,在电网背景谐波和故障跌落的情况下,该电网同步系统可更好地滤除电网电压低次谐波的干扰,更快、更稳定地实现相角和频率的同步,从而验证了该系统的有效性和可行性。     

抑制直流偏移的改进型二阶广义积分器的锁频环设计

针对传统基于二阶广义积分器的锁频环(Second-Order Generalized Integrator Based Frequency Locked-Loop,SOGI-FLL)抗直流干扰能力不足的问题,提出一种能够抑制直流偏移的改进型SOGI-FLL设计方案。简要介绍了SOGI-FLL的结构,并量化分析了输入信号中直流分量对SOGI-FLL的锁频输出信号和正交信号对中β轴分量的影响。通过新增一条低通滤波通道,对SOGI-FLL进行结构改进,并结合锁频环结构推导传递函数进行频率特性分析,证明了该改进方案的有效性。利用PSCAD仿真软件,在含直流分量的电网环境下,通过设置多组SOGI-FLL和ESOGI-FLL的对比实验验证了所设计方案的正确性。     

光伏发电并网同步锁频环技术研究

针对光伏发电的低电压穿越控制要求,研究能够适应于电网电压不平衡情况的电压快速准确检测方法显得格外重要。分析了不同锁频环技术的工作原理,并在Matlab/Simulink仿真平台中分别搭建了基于双二阶广义积分器的锁频环(DSOGI-FLL)模型、基于级联二阶广义积分器的锁频环(Cascaded-SOGI-FLL)模型以及基于降阶谐振调节器的锁频环(ROR-FLL)模型。通过重点模拟电网电压不平衡情况,对三种锁频环技术进行了对比仿真研究。结果表明:DSOGI-FLL和ROR-FLL响应速度快,适应电网电压跌落与频率突变的情况;Cascaded-SOGI-FLL响应速度相对较慢,适应电网电压存在谐波的情况。     

复杂电网工况下三相并网逆变器的锁频环技术

为解决复杂的电网工况下,传统的并网逆变器锁相环锁相精度不高、锁相速度慢等问题,提出了具有频率自适应滤波器、快速锁频和相序提取功能的双2阶广义积分器的锁频环,并做出伯德图,对滤波器的性能进行了分析;然后在电网电压幅值、频率、相位跳变下,对锁频环的基本性能(电网电压频率、相位、正负序提取)进行了测试,最后在谐波电压背景工况下,对其性能进一步仿真,验证了基于双2阶广义积分器的锁频环具有动态响应快、抗谐波能力较强、精度高、误差小等优点。     

基于固定频率二阶广义积分器的单相锁频环

在电力系统中,电压相位信息的获取和控制对于并网场合很重要,单相锁相技术对于实现相位同步具有重要意义。针对二阶广义积分器和传统锁相环在电网频率突变时存在较大相位偏差的问题,本文提出了一种基于固定频率二阶广义积分器的新型锁频环算法,详细说明固定频率二阶广义积分器的工作原理,分析了新型锁频环的控制结构。在Matlab/Simulink中搭建新型锁频环的仿真模型,与传统的基于二阶广义积分器的锁相环进行了对比分析,结果表明新型锁相环动态响应更好,锁相精度更高,验证了新结构的可行性。     

不理想电网下基于二阶广义积分的锁频环

三相AC/DC变流器广泛应用于中高功率场合,快速准确的相位同步检测是其控制的基础。然而由于电网电压存在不平衡和畸变的问题,电网电压检测和锁相角计算过程中会产生一定误差。因此,需要采用更高性能的锁相(频)环技术。这里针对可实现能量双向流动的三相AC/DC变流器,讨论了基于二阶广义积分(SOGI)的空间矢量脉宽调制(SVPWM)控制策略的可行性,分析了电网角频率与SOGI的给定谐振角频率出现偏差时的问题。针对这一问题,提出了一种基于SOGI的锁频环(SOGI-FLL)技术,给出了其在频域上的数学模型,并分析了其动态响应性能。与常规锁相环(PLL)相比,SOG-FLL能够快速精确地从不平衡和畸变的电网电压中分离出正序分量,仿真和实验结果验证了其可行性及动态性能。     

二阶广义积分器锁频环数字实现准确性对比

二阶广义积分器锁频环(SOGI-FLL)是一种基于SOGI的电网同步策略,其结构分为自适应滤波器(AF)和锁频环(FLL)两个部分。SOGI是广泛应用于电流控制和电网同步策略中的结构,能够实现对交流信号的无静差跟踪,但其准确性会受数字实现影响;AF是SOGI的闭环结构,其准确性也受到数字实现的影响,而且AF数字实现时还需要保证两个输出信号的正交性以保证求解电网相位的稳定。数字实现时采用不同的离散化方法会得到不同的结果,常用的离散化方法在文中分为数值积分方法和非数值积分方法两大类。采用非数值积分方法时,还会因对不同层次结构离散而存在差异。由于AF可以分为积分器、SOGI和AF三层层次结构,因此对AF的各个层次结构使用不同离散化方法的数字实现通过伯德图、仿真和实验进行了对比,重点关注各种数字实现方法稳态时的准确性和正交性。     

一种改进型二阶广义积分锁相环研究

在锁相环(PLL)中直流分量的存在,会导致检测结果中相位和频率出现基频振荡。由于其频率较低,消除直流分量是一个很具有挑战的任务。针对采用二阶广义积分器(SOGI)构建正交信号发生器(QSG)时会带来较大谐波,提出改进的SOGI方法,即增加一个积分环节,在不影响其他部分功能的前提下,将直流分量提取出来,并对其结构性能及参数设计进行了分析设计,最后仿真和实验结果证明了所提方法的正确性和有效性。     

基于双二阶广义积分器–锁频环的异步电机同步角频率估计方法

在基于电压模型的磁链观测器中,通常采用低通滤波器代替纯积分来解决纯积分环节存在的初值问题和漂移问题。但是,使用低通滤波器会在观测结果中引入幅值误差和相位误差,为了消除幅相误差,一般需要误差动态补偿环节,补偿环节的精度通常依赖于异步电机同步角频率的准确估计。已有文献提出了基于二阶广义积分器–锁频环的异步电机同步角频率估计方法,该方法具有优异的稳态性能,但动态性能不佳。该文对该算法的动态特性进行了理论分析,在此基础上,提出了基于双二阶广义积分器–锁频环的异步电机同步角频率估计方法。对两种同步角频率估计方法的动态特性进行了对比研究,研究表明,双二阶广义积分器–锁频环算法具有更优异的动态性能。构建了基于异步电机矢量控制的转速电流双闭环调速系统实验平台,实验结果验证了所提方案的有效性。     

基于FPGA的二阶广义积分器锁相环研究与实现

为了解决三相电网电压存在谐波、不对称分量和频率变动的复杂情况锁相问题,通过二阶广义积分器(SOGI)原理构建自适应滤波器,采用对称分量法提取基频信号中的正序分量,再变换到旋转坐标系下,通过PI整定出电网基频信号正序分量的频率,最后由积分得到角度信息。针对传统SOGI结构两相正交信号发生器使用同一个系数的缺点,提出一种改进方案,并阐述了现场可编程门阵列(FPGA)的实现方法,最终实验验证了该改进方案的正确性。     

基于优化广义积分锁相的单相光伏逆变电源研究

在并网逆变电源的锁相环控制系统中引入有源滤波广义积分器,对基于广义积分器的锁相环工作原理和锁相偏移问题进行了分析研究.针对其直流偏移和2次谐波偏移问题,提出了增加直流控制环改进二阶广义积分器和利用陷波器滤波的锁相环(PLL)优化设计.给出了系统框图,分析了其工作原理与参数设计.仿真和实验结果表明了该方法的有效性.     

基于固定频率二阶广义积分器的改进型ip-iq谐波检测算法

针对电网存在频率突变、直流分量和多次谐波时传统i_p-i_q算法谐波检测精度不高的问题,提出一种基于固定频率二阶广义积分器的改进型i_p-i_q谐波检测算法。该算法首先利用改进型固定频率二阶广义积分器滤除电网中直流成分和多次谐波,并克服传统二阶广义积分器产生的正交信号不等幅问题;然后利用一种基于改进型固定频率二阶广义积分器的锁相环提供更准确的电网频率,从而得到更准确的检测效果。最后,仿真算例验证了所提方法的有效性。     

基于单二阶广义积分器的三相数字锁相环设计

在一些与电网三相电压相关联的电力电子设备中,获得电网电压实时基波相位是非常重要的。针对电网出现三相电压不平衡的情况,提出了一种基于单二阶广义积分器的三相数字锁相环的设计方案,并通过Matlab/Simulink进行仿真,仿真结果验证了锁相环在电网三相跌落而出现三相电压不平衡时,仍可以准确跟踪三相电网相位。设计方案原理清晰,结构简单,易于实现。可以很方便的移植到FPGA中,构成全硬件集成锁相环;也可以移植到DSP中,构成全软件锁相环。     

基于广义积分器的电力单相锁相环研究

针对目前软件锁相环技术存在锁相误差及滤波延时的不足,笔者基于瞬时无功理论的单相锁相环技术,提出一种通过二阶广义积分器来构造正交信号的方法.并对输入电压存在直流分量的情况下,分析了正交电压分量输出的偏移情况,设计一个前馈低通滤波器后,性能有了明显的改善.最后通过在PSCAD/EMTDC中单相可控并联无功补偿(TCPC)系...     

二阶广义积分器的三种改进结构及其锁相环应用对比分析

二阶广义积分器(SOGI)可以提取三相电网电压信号中的基波正序分量,通过锁相得到精确的电网相位信息。而SOGI本身存在对输入信号频率依赖性强的缺陷,为此提出三种改进型SOGI。对三种改进型SOGI进行详细的对比分析,并将其应用到锁相环(PLL)中。之后将三种改进型SOGI-PLL分别在电网电压不平衡、含有直流分量和含有高次谐波的情况下进行对比实验,可以证明改进Ⅲ型SOGI-PLL具有更好的电网适应性。最后,通过实验验证了理论分析的正确性和可行性,并给出了结论。