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。     

三相不平衡条件下基于可变采样周期的锁相环研究

针对三相电网不平衡和畸变时传统的三相锁相环锁相精度差等问题,研究了一种基于采样周期变化的锁相环技术(VSP_PLL),并通过滑动Gortzel滤波器滤除负序和谐波电压造成的扰动,从而消除电压不平衡的影响,很好地完成锁相。在三相电压不平衡、电压畸变、频率突变情况下进行了仿真研究,结果验证了所用锁相环的正确性和有效性。     

三相逆变电源的锁相环设计

电网同步锁相技术是实现电源无扰动切换的一个重要技术。本文介绍了一种备用电源系统的锁相技术,对此锁相技术在供电电源切换中的应用及其锁相原理进行了阐述。针对传统锁相环在电压畸变条件下不能获得准确相位的问题,根据软件锁相环(SPLL)原理,在锁相环的基础上加入低通滤波器来抑制电压畸变对锁相造成的影响。对此锁相环进行了Matlab仿真。通过仿真验证了该锁相环在电压不平衡、电压谐波畸变及电压突降的情况下可实现频率的准确锁定。证明了此锁相环技术可实现由电网供电到不间断电源供电的无扰动切换,响应速度快,稳定性好。最后,通过试验对此锁相环进行了验证。     

用于SVC控制系统的新型软件锁相环的设计与实现

针对SVC(Static Var Compensation,简称SVC)控制系统的同步问题,通过充分利用控制装置硬件资源,设计了一种新型软件锁相环,在DSP(Digital Signal Processing,简称DSP)单元编码实现软件锁相模块,以现场FPGA(Field Programmable Gate Array,简称FPGA),锁相计数器替代复杂的积分环节,产生锁相角θ,配合实现锁相。通过仿真和试验验证,软件锁相环在电压不平衡、电压跌落、频率突变等条件下,仍可快速、可靠的实现锁相,减小触发误差,具有良好的应用效果。     

铁路功率调节器指令电流提取及锁相技术研究

电气化铁路功率调节器(RPC)并网锁相不能采用理想电网的锁相技术,且指令电流信号提取面临速度与精度相融合的问题,致使其补偿性能受到锁相环适应性及低通滤波器(LPF)性能影响。基于此,提出改进型的双二阶广义积分器(SOGI)软件锁相环技术,其能够适应电网不平衡、谐波及频率波动的供电环境。同时,为了提高指令电流信号提取的快速性及精确度,采用了一种串联式滤波器,能够兼顾滤波速度和波形的光滑度。最后,通过仿真和实验验证了RPC锁相技术、信号提取及RPC控制策略的可行性和有效性。     

具有高动态性能和锁相精确度的改进PLL设计

为提高锁相环(phase-locked loop,PLL)的动态性能和锁相精确度,提出一种基于dq变换的改进锁相环,其通过平均值环节而不是延时信号消除(delayed signal cancellation,DSC)或低通滤波器(low pass filter,LPF)预先将负序与谐波分离出去,大幅缩短了暂态响应时间,同时亦消除了系统电压不平衡或畸变对锁相精确度的影响。详述了该PLL的工作原理;给出了关于负序与谐波分离方法的讨论;推导了控制环的线性化模型及其PI参数的整定方法。仿真与实验结果表明,由于采用平均值环节和不存在传统软件锁相环(soft ware phase-locked loop,SPLL)具有的耦合关系,该PLL可快速而准确地锁定系统电压中正序基波分量的相位,具有高动态性能和锁相精确度,适用于动态电压恢复器(dynamic voltage restorer,DVR)或统一电能质量控制器(unified power quality controller,UPQC)等对电压变化敏感的柔性交流输电系统(flexible AC transmission system,FACTS)。     

电压不平衡跌落时动态电压恢复器的快速PLL策略

传统的锁相环(PLL)算法不能满足动态电压恢复器(DVR)在三相电压不平衡故障时的快速准确锁相要求。在分析传统PLL的基础上,提出了dαβ-PLL和"推演顺接"相结合的锁相策略。新的锁相策略在电压跌落开始的第一个周波T(20 ms)内基于历史数据进行推演并锁定相位;一个周波之后采用dαβ-PLL来锁定相位。仿真结果与样机试验验证了新型PLL锁相策略在三相电压不平衡跌落故障时能够快速准确锁相,可以满足DVR的使用要求。     

基于状态反馈的单相锁相环实现

现有的锁相环(PLL)控制常采用输出反馈,为提高锁相环跟踪基频的动态性能,本文在二阶广义积分器(SOGI)的基础上,提出一种基于系统状态反馈的锁相环(SSF-PLL)技术,通过构建锁相环的二阶空间状态方程,采用状态反馈改善锁相环(PLL)的动态性能。最后通过仿真及样机实验验证所提出的SSFPLL,在电压骤降、相位偏移、频率波动和谐波注入时,均具有良好的锁相性能。     

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...     

基于储能型APF的微电网电能质量综合治理北大核心CSCD

将微电网中储能系统与有源电力滤波器(APF)结合,构成储能型APF,既可治理微电网中的谐波、无功及不平衡电流,又能平抑功率波动。针对谐波检测,提出一种改进的四线制ip⁃iq谐波检测法,基于自适应陷波器锁相环(ANF⁃PLL)代替传统的同步旋转坐标系锁相环,实现在电网电压不平衡且畸变时仍能准确地提取基波正序相位,并使用滑动均值滤波(MAF)提高检测精度。同时为了兼顾系统的动态与稳态性能,在αβ0坐标系下通过单电流环重复+PI控制跟踪指令电流,无需派克变换和解耦,简化控制器设计。仿真结果表明,微电网系统投入储能型APF后,各相电流THD及中性线电流下降明显,且三相基本平衡,总体治理效果显著。     

分布式发电系统并网公共连接点电压幅相检测方法

提出一种新型三相幅相检测方法,该方法基于PQR变换,实现了三相电压基波正序、负序分量解耦。电网电压的基波正序分量和负序分量分离后,基波正序分量及基波负序分量的幅值和相位可以分别被检测出来。仿真结果表明,在电网严重谐波畸变条件下,提出的新型三相幅相检测方法克服了传统三相软件锁相环路存在的问题,能准确地跟踪基波正序电压的幅值和相位,在同等检测精度下有效提高了动态响应速度,可应用于分布式发电系统并网公共连接点电压幅相检测。     

一种基于自适应滤波器的新型单相锁相环技术

单相锁相环(SPLL)是电力系统中的重要组成元件,本文提出一种新型的基于自适应滤波器的SPLL,说明了利用基于最小均方算法的自适应滤波器产生正交信号的工作原理,并提出了一种可以实现前级正交信号产生模块和后级锁相模块解耦控制的新型SPLL结构。因为前级模块与后级模块的解耦可以大大增加比例积分(PI)控制器的带宽,所以所提出的新型锁相环可以获得比传统单相锁相环更好的动态性能。实验结果验证了新结构的可行性。     

一种利于DSP实现的改进型电网电压软锁相环的研究

软锁相环(Soft Phase-locked Loop,SPLL)在现代工业控制尤其是电网电压相位锁定中得到越来越多的应用。分析了SPLL的基本结构和工作原理,针对传统SPLL运算量大、不利于在数字处理器(Digital Signal Processor,DSP)上实现的缺点,设计了一种改进型电网电压SPLL。根据电网电压SPLL工作原理,结合坐标变换关系,从结果出发,通过相角已锁定的性质来做逆向思考简化控制算法。动态计算SPLL的PI参数,以使锁相功能动态响应更好、控制算法运算量更少。理论分析、仿真研究都表明改进后的SPLL算法简单,动态响应快,能够抑制电网电压三相不平衡及谐波干扰,能够应对电网突然掉电等故障,非常利于在DSP中实现。     

基于dq变换的三相软件锁相环设计

针对传统锁相环在电压畸变条件下不能获得准确相位的问题,根据软件锁相环(SPLL)原理,提出了一种基于dq坐标变换原理获得SPLL线性化模型,并通过PI控制实现的新型三相SPLL.在三相电压不平衡时,利用T/4(T为三相电压周期)延时计算法实现正、负序分量分离,有效地抑制负序分量对相位的影响.通过仿真实验系统,对提出的控...     

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。     

（2期下）基于改进型软件锁相环的正负序分量分离新方法研究

针对电网不平衡时传统正负序分离方法通用性不佳的缺点,提出了一种基于改进型软件锁相环的正负序分量分离的新方法,它利用二阶广义积分器较好的高次滤波效果、正负序级联的DSC谐波消除特性,通过αβ变换和dq变换,再利用软件锁相环原理来锁定电网的频率,并反馈给二阶广义积分器和正负序级联的DSC,从而分离出电网的正负序分量。由于本方法在电网电压平衡、不平衡以及电网电压频率变化等电网所有可能发生的故障情况下,都可以快速而准确的分离电网的正负序的基波分量,从而可为电力电子变流器的控制系统提供可靠的控制信号。最后MATLAB/Simulink软件仿真结果证明了所提出方法的可行性和有效性。     

不平衡电压下VSG无锁相环并网及运行控制策略

针对并网逆变器在不平衡电压下电流畸变严重和锁相环节复杂等问题,文中设计了一种基于改进虚拟同步机(VSG)的逆变器无锁相环控制策略。重点研究了VSG在不平衡电网电压下的运行控制方法,设计了一种基于比例积分谐振(PIR)控制器的改进VSG控制策略,在不改变VSG外特性的基础上有效抑制了逆变器输出电流的不平衡分量。同时,提出一种基于虚拟功率的VSG预同步控制策略,保证VSG孤岛转并网模式的无缝切换。整个控制过程不依赖锁相环,避免了锁相环对系统控制精度以及响应速度的影响,降低了控制系统的复杂度。最后,基于RT-LAB的实时仿真平台对所提控制策略进行了验证。     

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.     

一种三相电压的软件锁相方法

传统的硬件锁相方法在畸变电压条件下会得到错误的相位信息。这里提出了一种基于PI控制的软件锁相环,通过同步旋转坐标跟踪原理,达到相位锁定的目的。在波形畸变、相位突变等条件下,都具有良好的抗干扰能力,能以较快速度、较高精度实现锁相。仿真实验验证了该方法的正确性。