基于二阶广义积分器的单相并网系统锁相技术的研究

由于电网电压通常受到扰动和谐波的影响,因此在并网变换器的同步应用中,并网电流和电网存在相位差,会对电网产生冲击和污染。实践经验表明基于某种正交信号发生器(QSG)的锁相环(PLL)具有更好的性能。文章采用基于二阶广义积分器(SOGI)的正交信号发生器,并加以改进,在无需使用三角函数的情况下,设计一个简单的控制环将SOGI谐振器中心频率自适应调节为输入频率,并去除PLL模块,构造了新型的锁频环(FLL)结构。仿真结果表明,该方法不仅易于设计和实现,同时其性能优异,频率和相角的检测速度较快,且不含有稳态振荡,验证了方案的可行性和优越性。     

一种适用于电网电压频率变化的DSC-PLL

提出了一种带锁频环(FLL)的延时信号消除锁相环(DSC-PLL),FLL采用递归离散傅里叶变换(RDFT)及其反变换的方法实现。当电网电压频率发生变化时,基于RDFT的FLL能跟踪电网电压频率的变化,保持频率检测和相角检测的准确性,从而提高了DSC-PLL的锁相性能。最后,实验结果验证了该方法的正确性和有效性。     

新型固定角速度同步参考坐标系三相PLL算法

针对三相锁相环(PLL)算法易受三相电压不平衡与谐波影响的情况,提出了一种新型基于固定角速度同步参考坐标系(SRF)的三相PLL算法。该算法是一种开环算法,它通过建立角速度固定的SRF,将三相电压信号转换为d,q向量,之后依据该向量与d坐标轴之间的角度得到三相电压的相位信息。该方法能在输入信号幅值、相位发生变化及频率产生偏差的情况下,实时且精确地检测到相位角信息。此外,为克服三相电压不平衡与谐波对锁相性能的干扰,采用滑动滤波器算法对d,q向量进行滤波处理,之后再求取输入信号的相位信息。最后仿真与实验证明了该算法在三相电压发生幅值、频率、相位突变及三相电压不平衡且含有谐波等情况下的有效性。     

相角测量装置的同步测量精度问题

对基于全球定位系统 (GPS)、锁相环 (PLL)的相角测量装置 (PMU )主要误差因素进行了分析与仿真研究 ,结果表明 :幅值误差远小于角度误差 ;异地同步方法误差远小于同步测量环节本身的误差 ,后者主要由PMU的频率跟踪与测量、信号滤波延迟以及数值算法等环节引起 ;指出以PLL器件锁相跟踪被测信号基频时 ,在频率快速变化的情况下可能隐含的问题。最后得出 :在保证频率跟踪测量精度的前提下 ,PMU的相角测量精度可以达到 1°。     

基于自适应陷波滤波器的谐波分析法

为提升介损角测量算法对干扰因素的抑制效果,提出了一种结合自适应陷波滤波器(ANF)的谐波分析法.ANF能有效滤除电压、电流波形中的整次谐波、间谐波和噪声分量,准确实现基波分量的跟踪及基波频率的提取.谐波分析法基于ANF提取的基波分量和基波频率进行介损角计算.仿真结果表明,结合ANF的谐波分析法在频率波动、谐波分量变化、白噪声影响、介损角真值变化、初相角变化等情况下都能取得较高测量精度.     

基于新型二阶广义积分器的单相锁相环设计

针对单相光伏并网逆变器发电系统并网电流质量差、锁相环(PLL)频率跟踪性能差、抗直流干扰能力低的问题,采用锁频环(FLL)与直流控制器相结合的方法,提出一种基于新型二阶广义积分器(SOGI)的单相PLL。结构。所提新型结构将FLL和直流控制器与传统SOGI结构结合,FLL主要实现对输入信号的频率追踪,直流控制器主要提高SOGI结构的抗直流扰动能力。仿真和实验结果表明,该新型结构能有效提高PLL频率跟踪能力,提高锁相精度,有效改善了并网电流质量,降低了谐波污染。同时有效解决了传统PLL抗直流干扰能力低的问题,为并网逆变器的发展起到了促进作用。     

基于改进二阶广义积分锁相的LVRT控制策略

在面对三相电网电压跌落、频率突变等复杂工况时,锁相环(PLL)的准确度与动态响应是光伏并网逆变器的重要性能指标。针对传统双二阶广义积分锁相环(DSOGI-PLL)中SOGI单元在电网频率突变时容易导致锁相准确度降低的问题,引入了一种补偿改进算法。仿真及试验表明,该系统可以更好地滤除电网谐波,快速、精确地锁定相位,在电压跌落时保护逆变器穿越故障,具有很强的电网适应性。     

复杂电网环境下基于DDM-QT1-PLL的并网同步方法

随着分布式电源并网的增加,电网面临着电压扰动、直流偏置、电压不平衡及谐波畸变等诸多问题。在这样的复杂电网环境下,传统锁相环技术(PLL)难以快速、准确地检测到电网电压的频率和相位。为此,提出在准1型锁相环(QT1-PLL)的结构中额外增加联合延时信号消除(DSC)和滑动平均滤波器(MAF)的滤波环节,设计出一种满足复杂电网环境下并网需求的新型PLL(DDM-QT1-PLL)。DDM-QT1-PLL采用αβDSC2与dq DSC4级联MAF的环外滤波和环内滤波结构,消除电网电压直流偏置、不平衡及谐波分量的同时,可有效提高PLL系统的响应速度和稳定性。针对频率偏移时,αβDSC2引起的相位误差,设计一种前馈通道以补偿误差。仿真结果表明DDM-QT1-PLL具有快速的响应速度和良好的干扰抑制能力,并能够在非额定频率的直流偏置下,实现检测频率和相位的零稳态误差。     

基于二阶广义积分单相锁相环的改进及实现

并网逆变器中锁相环(PLL)的精度与动态响应直接影响逆变器的性能指标。分析了传统二阶广义积分(SOGI)数字锁相环,针对其在频率突变时出现较大相位误差的问题,引入一个相位误差补偿进行算法改进。仿真和实验均表明,改进型SOGI算法在电网电压谐波含量高、幅度突变及频率突变情况下都具有良好的锁相精度及快速的时间响应。     

基于高精度测频的修正DFT相量及功率测量算法

为了提高频率偏移时电力系统相量及功率测量精度,提出了一种基于改进扩展卡尔曼滤波(IEKF)频率测量的修正离散傅里叶变换(DFT)相量及功率测量算法。分析了频率发生偏移时非同步采样下DFT的测量误差,建立了相角、幅值与频率偏移量和初相角之间的函数关系式。由IEKF得到频率偏移量,然后对DFT计算结果进行修正即可得到输入信号的真实相量和功率。仿真结果表明:该算法相比较于传统自适应DFT算法能有效消除或减弱谐波、噪声以及频率偏移对相量同步测量的影响,提高了相量及功率测量精度。