云架构下弱电网自动监控方法

为实时监控弱电网的运行状态,保证弱电网的供电稳定性,提出云架构下弱电网自动监控方法。利用智能云架构设计了数据层、聚合层、服务层、展示层4层弱电网自动监控架构;使用数据层采集并转换弱电网监控数据;利用聚合层的聚合框架模块合并接收到的转换数据;在服务层使用开环相位检测技术的差频相位跟踪算法实时获取弱电网的同步相位,计算差频相位分量;调整差频周期量,采用开环检测的方法检测弱电网的实时频率信息;比较弱电网频率值与频率阈值,运用弱电网监控告警模块,实现弱电网自动监控及告警。实验结果表明：该方法的弱电网频率检测时间始终低于1 s,并能依据频率检测结果及时发出告警信号;不同信噪比下的弱电网自动监控时延均稳定在0.2 s附近,提高了监控的实时性。     

不对称电网同步相位的快速开环捕获方法研究EI北大核心CSCD

快速准确地获取电网同步相位是并网逆变器控制的基本要求。然而,当电网发生严重不对称故障时,传统软锁相环(software phase-locked loop,SPLL)方法的动态响应时间较长(大于一个工频周期),因此无法满足高性能逆变器控制对锁相快速性的要求。据此,提出电网同步相位的快速开环捕获方法,可显著提高电网电压不对称条件下的相位同步速度。该方法首先通过构造电网电压的虚拟正交信号并使用对称分量法,实现了电网电压基波正序分量的快速准确提取,接下来通过对该正序分量进行开环锁相,即可快速获得电网电压基波正序分量的实时相位。最后,论文提出一种改进的虚拟正交信号构造方法,有效地提高了构造信号的准确度。各种工况下的实验结果同时表明:提出的开环锁相方法可在电网不对称且畸变的恶劣环境下实现快速准确地捕获电网的实时同步相位,具有较强的鲁棒性。     

基于相序解耦谐振控制器的基波正序电压相位检测方法

在并网逆变系统中,必须能够准确、快速地检测出电网电压正序分量的相位信息,以便实现单位功率因数并网,然而,传统锁相环技术存在电网电压发生不对称故障时,其检测精度受到负序电压分量的影响而导致检测不准。提出一种基于相序解耦谐振(sequence-decoupled resonant,SDR)控制器的锁相环检测技术,该方法利用SDR控制器将正序电压分量从不对称电压中分离出来并对其进行相位跟踪,从而实现锁相环功能。仿真与实验结果表明,该方法在电网电压不对称、频率变化及电网畸变情况下,能对电网基波正序电压相位进行良好的检测。     

电网基波无静差正交正弦波观测技术

快速准确地获取电网相位、频率等信息,对并网逆变器控制具有重要意义。在单相并网系统中,由于缺少与电网电压相互正交的正弦量,无法直接构建基于同步旋转坐标系的同步锁相环来获取电网相位信息。对此,提出一种无静差的正交正弦波观测器技术,可以无静差地提取电网基波和与电网基波相互正交的正弦量,并以此构建单相同步锁相环,实验验证了该方法的有效性。     

一种基于参考频率电网同步信号实时检测方法

在新能源等采用变换器并网场合,电网同步信号检测是并网控制的关键。目前研究的锁相环电网同步方法还存在一定的缺陷,基于此,提出一种基于参考频率的电网同步信号实时检测方法,仅检测单相电网电压与参考频率正弦、余弦信号运算,在三相电网畸变、不平衡条件下能准确检测电网同步信号。针对电网出现频率偏移导致检测的同步信号存在较大的相位偏移,对检测过程中低通滤波环节引入负反馈和比例控制进行改进,可将相位偏移校正到满意的指标下。理论与实验研究结果均表明该方法的正确性和有效性。     

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。     

基于解耦的双同步坐标系的三相锁相环设计

快速准确地跟踪电网电压是并网变换器稳定运行的保障。针对传统锁相环在电网电压畸变或不平衡下,不能实时并精确检测出基波正序分量幅值和相位的问题,提出了一种基于解耦的双同步坐标系(DDSRF)的三相锁相环设计方法,该方法通过引入解耦的双同步坐标系分离出基波正序分量,实现了基波正序分量的精确检测。仿真结果表明该三相锁相环能够在电网不平衡和畸变时快速准确地检测出电网电压基波正序分量的幅值和相位。     

非理想电网下基于双d-q变换的锁相环设计

针对传统的单同步坐标锁相环(SSRF-SPLL)在非理想电网条件下存在检测相位和幅值不准确的问题,此处提出多陷波器级联的双同步坐标系解耦软件锁相环(DDSRF-SPLL),通过多个陷波器级联环节滤除电网背景谐波,通过双同步坐标系解耦滤波环节提取电网正负序分量。该方案可以快速准确地输出电网电压的相位、频率和正负序分量。仿真和实验结果验证了所提锁相环(PLL)在电压理想工况、不平衡工况、基波非工频工况和电压有背景谐波工况的有效性。     

谐波畸变电网下的单相同步旋转坐标系锁相环

锁相环技术是并网变流器的核心技术之一。针对传统单相同步旋转坐标系锁相环在畸变电网下锁相精度差的问题,提出一种基于离散傅里叶变换(DFT)的高精度锁相环技术。基于DFT的锁相技术的核心问题是如何准确获取电网频率,将DFT和单相同步旋转坐标系锁相环相结合,利用DFT的优异选择性滤波性能和相角变换性质,从畸变电网信号中准确提取基波和生成虚拟正交信号,在同步旋转坐标系提取电网频率,实现DFT的频率自适应,最终无静差、高精度跟踪电网相位。仿真和实验结果表明,所提出的锁相环对电网电压的畸变谐波、直流偏置误差和电网频率脉动等有很好的适应性,在各种电网条件下,均能准确地跟踪电网电压相位,验证了该锁相方法的有效性和优越性。     

适用于电网不平衡时的广义积分器锁相环设计

为准确快速检测出电网电压的幅值、相位和频率,在分析对称分量法及单同步坐标系锁相环基本原理的基础上,提出了广义积分器锁相环的设计方法。这种方法在αβ坐标系下对电网电压进行正、负分序,进而锁定正序电压的相位和频率。并且使用Matlab/Simulink环境分别对单同步坐标系锁相环和基于广义积分器锁相环进行仿真研究,仿真结果表明广义积分器锁相环在电网不平衡时能够准确提取电网信号的幅值、相位和频率,频率自适应性良好且对低次谐波有一定的抑制作用。     

基于DSP的DFT鉴相数字锁相策略研究及应用

准确而快速地跟踪电网电压的频率及相位是保证电力电子装置具有良好的稳态和动态性能的一个重要前提.首先分析了用DSP实现的传统离散傅里叶变换(DFT)鉴相软件锁相方法,在此基础上改进并设计了滑窗DFT鉴相软件锁相环(PLL).与传统DFT PLL相比,滑窗DFT PLL具有更好的效果,并在实际应用中得到验证.     

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...     

虚拟同步发电机的相角控制方法

虚拟同步发电机技术利用电力电子变换器模拟同步发电机的特性,使变流器具有同步发电机一次调频、一次调压、阻尼及惯性等特性,增强了变流器对电网电压及频率的支撑作用,提高了电网接入的友好性。提出一种利用常规锁相环校正虚拟同步发电机频率和相位的方法,在启动并网及强扰动过程中校正频率和相位的不合理偏移,减小了上述工况下的振荡及失控风险,并通过实验验证了方法的可行性。     

有源滤波器控制新策略

由于有源滤波器(APF)的性能主要取决于谐波检测和电流控制两个环节,本文对这两个环节做了改进,提出了一种新的控制策略,针对ip-iq谐波电流检测法中的锁相环(PLL)易受电压波动影响,提出了基于广义积分器的相位锁定法,该方法通过提取电网三相电压的正序基波分量来锁定相位,不受电压畸变和不对称的影响。同时将PI参数自整定的广义积分器应用到电流跟踪控制中,利用其在谐振频率的无穷大开环增益实现谐波电流的无静差跟踪。Matlab/Ssimulink仿真结果表明,在电压畸变的情况下该方法可以很好地检测和补偿谐波电流。     

无锁相环三相DC/AC变流器直接功率预测控制

以三相DC/AC变流器为研究对象,给出了一种无锁相环直接功率预测控制方法,能实现对并网功率的无差拍控制,并且为降低锁相环对控制性能的影响,实现无锁相环控制。根据采样控制导致的两拍延时,采样控制频率为载波频率两倍,精确计算得到下一拍的变流器状态量,然后针对给定功率参考值根据公式直接计算得到三相变流电路的输出。推导得到控制系统设定的频率与电网频率的偏差对所提出控制方法的性能没有影响,论证了无锁相环的可行性。最后构建了三相并网变流器Simulink仿真模型和实验样机,利用Simulink中的Embedded Coder模块实现控制系统仿真模型到DSP硬件控制系统C语言程序的转换,通过仿真和实验验证了控制方法的有效性。     

电网非理想情况下的双馈风电机组锁相控制

随着风力发电规模的不断增加,电网非理想情况下的风电机组并网运行性能成为研究的重点。为保证双馈风电机组在电网非理想情况时能够准确、快速地跟踪电网的相位和频率,提出了一种基于abc坐标系延时算法的dq锁相方法。该方法在传统的软件锁相方法基础上,利用延时信号算法来消除由电压不对称所引入的锁相环路二次波动量,通过合理设计环路滤波器来增加锁相环路对电网5、7次谐波量的衰减系数。仿真和实验结果表明,该锁相方法不仅能很好地抑制电网三相不对称和畸变所引起的锁相环相位波动,同时也获得了较好的动态性能,能够在电网发生故障时快速地跟踪电网相位和频率,可为电网非理想情况下双馈风电机组的可靠运行提供准确的电网频率和相位信息。     

基于下垂锁相的逆变器并网控制策略研究

采用电网电压前馈的并网逆变器,其滤波电感的感值、电流控制器的参数会影响逆变器并网功率因数.在电网电压前馈电流型并网控制策略的基础上,提出基于下垂特性的新型锁相环(phase-locked loop,PLL)控制方法,采用电网电压和并网电流相位差为反馈量调节锁相环的输出,可以实现并网逆变器单位功率因数运行,并且可以实现逆变器的反孤岛运行.给出该方法的控制框图,分析工作原理和锁相环下垂系数的选取方法,仿真和实验结果验证了该方法在改善逆变器并网功率因数和反孤岛能力方面的正确性和有效性.     

弱电网下电压源型逆变器锁相环的改进

弱电网并网运行时会产生谐波干扰以及电网电压频率波动等问题,导致逆变器输出电流谐波失真。弱电网并网环境对锁相环(Phase Locked Loop, PLL)的性能提出了更高的要求。针对弱电网下并网逆变器的控制要求,在分析并网电压源型逆变器(Voltage Source Converter, VSC)控制模型基础上,提出一种弱电网下PLL的优化方案。该方案采用超前补偿器补偿平均滑动滤波器(Moving Average Filtering, MAF)的相位延迟以提高系统的动态响应;引入前馈频率估计环,提高系统在电网电压频率偏差较大时的锁相精度,仿真验证改进的PLL的有效性。建立并网VSC系统实验平台对文中所述改进方法进行验证。实验结果表明,经PLL改进后的VSC系统在弱电网条件下具有良好的鲁棒性,逆变器入网电能质量得到了保证。     

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。     

基于改进型环路滤波器的单相锁相环

针对单相锁相环(Phase-lock Loop, PLL)受PI控制器饱和抑制造成滤波性能不足这一问题,提出了一种基于改进型环路滤波器的单相锁相环。该锁相环通过增加抗饱和PI控制器,改进环路滤波器,提高滤波性能。在输入同时含有直流和谐波干扰情况下,对电网实时相位进行锁相跟踪,可以明显提高锁相精度。利用Matlab/Simulink平台对改进型单相锁相环在电网畸变时的适应性、抗干扰性进行仿真分析。并基于TMS320F28335 DSP芯片为核心的实验平台进行实验验证,结果表明,该方法能快速准确地跟踪系统频率变化,达到锁相效果。