基于模糊自适应的新型单相锁相环研究

为提高逆变器对电网电压频率及相位的精准跟踪和锁定,解决常规单相并网逆变器内部锁相环因自身锁相自由度不足引起锁相误差的问题,深入分析研究了同步旋转坐标变换锁相环原理,提出了一种考虑频率自适应的基于改进型Park变换的单相并网逆变器锁相环。通过仿真实验验证可知,应用此方法的单相并网逆变器在电网电压跌落、谐波注入等非理想电网电压情况下,仍具有稳态误差小、准确度高地跟踪、锁定电网电压频率及相位的优势。     

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。     

基于改进锁相环的单相光伏并网逆变器研制

介绍了一种应用于单相光伏并网逆变器的改进型软件锁相环算法,可使逆变器输出电流与电网电压同步.将电网电压通过相位延迟,得到静止坐标系下2个正交电压,采用虚拟d,q坐标变换,经过一系列处理后,得到电网电压的相位及频率,提高了锁相速度,消除了谐波干扰,快速锁定任意频率和幅值电网电压的相位和频率.利用准比例谐振(PR)控制器对...     

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。     

并网系统软件锁相环设计

并网控制系统的稳定运行需要快速准确地跟踪电网电压的相位和频率。根据软件锁相环(SPLL)原理,基于dq坐标变换建立了SPLL模型,仿真结果表明该锁相环在电网电压存在跌落、相位和频率突变情况下均能实现准确锁定。同时针对三相不平衡系统,设计了基于双同步旋转坐标系的解耦软件锁相环,详细分析了其锁相原理及数学模型,并通过仿真验证了其良好的锁相性能。     

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。     

光伏并网发电系统软件锁相技术的研究

并网频率与电网频率如果存在微小的频率差将会影响并网电能的传输,针对此问题,详细介绍了并网锁相环技术的原理,提出了用FPGA实现电网频率跟踪锁定,通过DSP使锁定的频率产生SPWM波,再通过驱动电路驱动并网逆变器的开关管,最后经过LC滤波后的电压进行并网.通过2 kVA的样机试验验证了该方法的可行性.从而使并网逆变器能稳...     

一种高效的非线性电网数字锁相环

可实施电流开环控制的本质电流源拓扑的并网逆变器,对锁相精度和动态响应的要求比电流闭环控制的并网逆变器的要求更高,因此提出一种适用于新能源并网的高速、高精度的软件锁相算法.通过构造旋转坐标系,将数字鉴相器及数字滤波器的时域差分方程转化为旋转坐标系下低频脉动的频域量,并采用等效于滑模控制的分象限变步长的Bang-Bang控制,实现对电网电压相位的快速锁定.数控振荡器采用基于内部模型的增量式算法,保证对电网电压的频率的高精度锁定.用Lyapunov方法分析了该算法的稳定性及收敛条件,讨论了算法的优点与推广应用.     

一种新的分布式并网逆变器预同步算法

介绍了一种适用于并网逆变器预同步操作的电网电压基波分量递推DFT算法。该算法既能够可靠跟踪电网电压基波分量的相位、频率和幅值,又减少了计算量,保证了算法的实时性。在此基础上,该算法根据等角度间隔采样原理提出以递推DFT运算得到的基波相角为反馈调整采样间隔,实现了对电网电压频率的自适应跟踪,减少了频谱泄漏,提高了基波同步参数检测的精度。相对于传统的锁相环预同步方法,可以在谐波和零点漂移比较严重的情况下精确跟踪电网电压基波分量,从而减小逆变器并网操作对微电网以及逆变器本身的冲击。仿真结果表明了该算法的正确性。     

谐波畸变下一种快速单相锁相环技术

锁相环(Phase-Locked Loop,PLL)作为逆变器并网运行的核心技术之一,为了应对电网在谐波畸变的情况下而形成的非理想电压,提高单相并网逆变器锁相环的工作性能,本文提出了一种基于前置滑动平均滤波器(Moving Average Filer,MAF)的单相锁相环。该单相锁相环采用二阶广义积分(Second Order Generalized Integrator,SOGI)算法作为单相锁相环的正交信号发生器(Orthogonal Signal Generation,OSG),并在其引入一个简易的锁频环(Frequency-Locked Loop,FLL)以自适应电网频率;最后在同步旋转坐标系下捕获电网电压的频率和相位信息,实现无静差同步跟踪。仿真结果表明,本文所提出的单相锁相环结构在谐波畸变的电网环境下,能准确快速地跟踪电网基波电压相位,验证了该方法的可行性。     

一种新型的单相并网系统锁相环

电网电压的相角、频率对并网逆变器而言是最基本的信息.准确快速地跟踪电网电压是并网控制系统稳定运行的保障.在单相并网逆变器中,常规的过零点检测锁相方法往往对电网电压畸变或扰动敏感,使得锁相环处于不稳定状态,从而导致并网逆变系统性能降低,甚至不能正常工作.针对此问题,分析了基于同步旋转坐标变换的锁相环原理,并将这种锁相策略...     

一种用于光伏并网逆变器的高性能锁相环设计

针对光伏并网系统中的传统锁相环在电网电压不平衡、频率扰动以及相位突变情况下存在的锁相性能下降的问题,提出了一种能快速、准确地提取电网电压相位的锁相环设计方案。该方案采用双二阶广义积分器环节,在准确获取电网电压正序分量的同时有效滤除负序分量,达到提高响应速度、降低稳态误差的目的。基于理论分析,搭建仿真模型对所提出的算法进行仿真研究并在100k W光伏并网逆变器上进行实验验证。仿真和实验结果表明,该锁相环能够在电网电压跌落、频率扰动以及相位突变等情况下快速准确地提供基波正序电压相位,有效提高了光伏并网系统的控制性能。     

有功调频-无功调压的间接电流型并网逆变器控制方案

分析了并网逆变器的数学模型,得出逆变器输出电压的频率和幅值与电网吸收的有功和无功的关系,并基于此关系,提出了一种间接电流控制型并网逆变器控制方案,即在锁相环完成锁相的基础上,通过有功功率闭环调节逆变器输出电压的频率,通过无功功率闭环调节逆变器输出电压的幅值.为保证逆变器相位调节的精度,提出了一种逆变器频率调节算法.仿真...     

不平衡电网下无锁相环逆变器模型预测控制

电网电压不平衡情况下传统锁相环无法精确地锁定电网电压相位,从而影响并网逆变器的控制性能。针对电网电压不平衡及频率偏差情况下逆变器控制问题,提出无锁相环逆变器模型预测控制策略。首先,分析不平衡电网对锁相环的影响;然后,针对电网电压负序分量在dq坐标系下产生的2倍频交流分量,提出采用二阶广义积分器提取电网电压正序分量;最后,针对电网频率偏差情况下电网电压在虚拟同步旋转坐标系下分解产生的交流量,采用模型预测控制策略进行控制。仿真结果表明,提出的无锁相环逆变器模型预测控制策略提高了电网不平衡和频率存在偏差情况下逆变器的控制性能。     

光伏并网逆变器中的单相数字锁相环研究

在光伏并网系统中,准确并快速地检测到电网电压的频率、相位和幅值是必不可少的环节.传统数字锁相环检测电网电压的过零点从而实现锁相,但该方法抗干扰能力差.基于二阶通用积分器的单相锁相环较传统的数字锁相环具有不受电网频率变化影响、抗干扰能力强的优点,但该算法在离散化实现时会引入二次谐波而导致锁相准确度降低.这里在基于二阶通用...     

电网不平衡下基于自适应观测器的锁相环研究

电网不平衡条件下,传统软件锁相环已经不能准确跟踪电网电压的频率和相位信息,且无法直接得到电网电压的正负序分量。针对传统软件锁相环的缺陷,提出了一种静止坐标系下基于自适应观测器的软件锁相环算法。算法设计了电网电压角频率的自适应观测器模型,通过定义Lyapunov函数,推导出电网角频率的自适应律,并设计了使得观测器稳定的增益矩阵。该算法不仅可以观测到电网的频率、相位等信息,同时可以得到电网电压正负序分量。仿真和实验结果表明,基于自适应观测器的锁相环具有检测精度高、动态效果好等优点,当电网处于各种不平衡条件时更能显示其优越性,可为风电网侧变流器的算法改进提供有效的控制基准。     

基于双二阶广义积分锁相环的燃料电池并网系统研究

针对燃料电池发电系统运行特性,建立了燃料电池并网控制系统模型,并设计了并网逆变器的有功/无功控制策略和基于双二阶广义积分器的锁相环(DSOGI-PLL)方案。通过在电网三相电压理想工况和三相电压不平衡条件下的仿真测试,证明了所建立的并网控制系统能够实现单位功率因数运行。而且所设计的DSOGI-PLL能够在单相和两相电压故障情况下快速、准确地跟踪电网电压的频率和相位,具有较好的频率自适应及对输入信号的滤波功能。验证了所设计并网系统的正确性和有效性。     

光伏并网中的一种变步长细分锁相算法研究

在光伏并网逆变器中,常规锁相控制方法往往受电网频率波动的影响,使得锁相环处于不稳定状态,从而导致整个并网逆变系统性能降低,甚至不能正常工作.为解决上述问题,提出了一种变步长细分软件锁相方法,即在实时检测电网频率和相位波动的基础上,通过对相位调节步长的二次细分和动态调整,使锁相环的跟踪精度不再受开关频率限制,从而不仅提高了锁相环的相位跟踪精度,而且增强了锁相环的稳定性.最后将该方法应用于30kW光伏并网发电系统中,实际测试结果验证了该方法的有效性.     

微网逆变器的谐波控制策略研究

通过对并网逆变器数学模型、电网电压定向矢量控制方法的具体实现过程和相关传递函数的理解,分析了并网逆变器的谐波产生原理,可知在电网电压含有低次谐波畸变时也会产生较大的谐波电流。基于反Park变换的电网电压锁相环可以更好地锁定电压相位,并在LCL滤波器的基础上加入多旋转坐标系下的谐波补偿的电流环控制算法。通过对比仿真分析,该算法能够更好地抑制谐波电流。     

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。