DSOGI-PLL算法在不平衡和畸变电网电压监测中的应用

为保证并网功率变换器在三相不平衡、谐波或畸变条件下正常工作,必须快速、准确地检测电网电压基频正序分量的相位与频率,这就需要高性能的锁相环(PLL).传统的基于同步参考坐标系锁相环(SRF-PLL)谐波抑制能力差,不能满足要求.提出了一种双广义二阶积分器的软件锁相环(DSOGI-PLL)算法.该锁相算法引入锁频环(FLL),具有频率自适应功能.仿真和实验结果验证了该方法能够避免电压中负序分量的影响,对谐波有很强的抑制作用.     

新型改进锁相环FBD电流检测方法的实现

传统的谐波检测方法中,在电网电压畸变和频率偏移时,锁相环系统锁相不准确,影响谐波检测精度.在Fryze算法(FBD法)的基础上,提出利用改进的陷波器(LPN)锁相环(PLL)方法,该方法对两路线电压进行处理,再通过陷波器滤出畸变电压中的零序、负序分量和高次谐波,得到与基波正序电压同频同相的三相参考电压信号.理论推导和仿真结果表明,所提出的改进方法能有效地改善电网电压畸变时谐波电流的检测精度.     

基于新型Type-1 PLL的永磁同步电机转子位置估计方法

为了提高表贴式永磁同步电机的调速性能,提出一种基于新型锁相环(PLL)的转子位置估计方法.首先,针对表贴式永磁同步电机定子反电动势进行谐波分析,定义谐波成分在旋转坐标系下的表现形式;然后,为提高转子位置估计性能,针对特定谐波成分设计由自适应陷波器(ANF)和低通滤波器(LPF)串级组成的新型滤波器;最后,对新型PLL与同步旋转坐标系锁相环(SRF-PLL)进行对比仿真实验,实验结果表明,所提出的新型PLL不仅能保证较高的估计精度,而且具有较快的转子位置跟踪速度和较强的滤波性能.     

光伏并网发电系统锁相环优化仿真研究

在光伏并网发电系统中,针对传统锁相环在电网电压不平衡的情况下存在的锁相精度不高的问题,提出了一种能快速、精确提取电网电压幅值和相位的双同步坐标系解耦锁相环(DDSRF-PLL)。通过采用双同步参考坐标系、标准的三相锁相环、去耦网络以及低通滤波器,有效地分离电压正、负序分量,滤除二次谐波,做到准确检测电网电压相位和幅值的目的,具有较好的动态响应特性。最后对电网电压单相跌落和两相跌落分别进行仿真,采用DSP样板进行验证。仿真结果验证了供电系统的精准性,提高了光伏并网发电系统并网的稳定性、有效性和可靠性。     

一种煤矿供电系统正负序分解方法研究

针对煤矿井下电网不平衡时产生的负序分量影响电力机车稳定运行的问题,同时为了满足机车的三相PWM整流控制需求,在分析旋转坐标系下不对称信号特征和改进型自适应陷波滤波器原理的基础上,提出了一种不对称信号正负序分解的方法。该方法将不对称信号进行旋转坐标系运算,再采用改进型自适应陷波滤波器滤除其中的2倍工频信号,以实现正负序分离。Matlab/Simulink仿真结果表明,采用该方法可以准确快速地分解出不对称信号中的正负序直流量,且可以滤除一定的谐波。     

一种可适应复杂网压条件的快速锁相环

基于双二阶广义积分器的锁相环(DSOGI-PLL)被广泛应用于逆变器实现同步并网。但是,当电网电压三相不平衡或存在谐波分量和直流偏移,即网压条件较为复杂时,滤波效果不理想,对输入信号的检测出现波动。因此,提出一种改进的二阶广义积分器结构,在分离正负序电压的基础上加入直流分量抑制模块,滤除直流电压,并在锁相环加入低通滤波器,从而提高锁相环抑制谐波电压和直流电压的能力,准确提取电网电压同步信号。在MATLAB/Simulink进行仿真研究,实验结果表明,该锁相环在电网电压存在多次谐波和直流电压时能够滤除谐波分量和直流分量,锁频锁相效果较好。     

基于复系数陷波滤波器锁相环的电网正序分量检测

为满足在电网电压不平衡情况下的系统控制需求,需要快速而准确地检测出基波正负序分量的幅值和相位。采用无限脉冲响应(IIR)复杂系数陷波滤波器结合锁相环来提取基波分量中的正序分量,利用MATLAB/simulink仿真软件,在三相电压不平衡和电网电压频率突变的情况下对系统进行仿真,仿真结果证明了该方法能在电网电压不对称的条件下准确检测出正序分量的幅值和相位。     

不平衡电网下光伏逆变器的控制策略研究

针对不平衡电网下常规光伏逆变器的并网电流三相不对称及谐波含量大增的问题,研究了相应的控制策略。首先,从获取电压相位出发,设计了基于二阶广义积分器(Second Order Generalized Integrator,SOGI)的不平衡锁相环,以快速、准确地锁定电网正序分量的幅值和相位,并通过实验加以验证;其次,将抑制网侧负序电流作为控制目标,设计了基于电网负序电压前馈的不平衡电网下光伏逆变器的控制策略,且为减弱直流侧电压波动对并网电流的影响,在电压外环控制器后引入了二倍频陷波器。最后,利用PSCAD/EMTDC搭建出光伏并网系统仿真模型,仿真结果表明了本文理论研究的正确性。     

基于基波频率估计的多谐波分析

采用自适应陷波滤波器实现基波频率可变的多谐波(包含整数次谐波和非整数次间谐波)分析. 算法包括基波频率估计器和多个二维正弦跟踪器, 形成缓慢自适应积分流形, 用李雅普诺夫定理和平均方法证明积分流形的存在性和稳定性. 若滤波器频率系数和信号的谐波结构相同, 该自适应陷波滤波器是一致渐近稳定的, 可按指数收敛准确跟随基波频率、每个谐波(间谐波)及其幅值. 导出了频率特性表达式和频率特性矩阵, 分析了滤波器参数对稳态频率特性的影响. 通过仿真证实算法的有效性, 并说明减小滤波器带宽参数和自适应增益能够获得更好的噪声特性.     

基于解耦锁相的风电逆变并网控制系统仿真

采取双同步坐标系解耦锁相的方法,检测出不平衡电网电压中的正序分量和负序分量,并利用坐标变换的数学手段建立包括网侧PWM 逆变控制、电压锁相环在内的直驱式风力发电的网侧数学模型,提出电流解耦控制策略,同时结合矢量脉宽调制方法( SVPWM) 对交流侧输出电流实施有效控制。使其能独立控制输出电流的有功分量和无功分量,并使输出电流波形为正弦波且与电网电压同频率同相位,从而减少了对电网电压的谐波污染,并消除电压不平衡的影响,实现三相电网电压幅值不平衡时输出电流与电网电压的精确锁相。还利用MATLAB/Simulink 软件平台搭建了系统的仿真模型,在电网电压平衡和不平衡时分别进行仿真,仿真结果证明控制系统的可行性与有效性,提高了风力发电并网的可靠性。     

一种用于飞机交流电源系统的有源滤波器

针对飞机三相四线制电源系统的特点及现有电能质量控制方法的不足,提出了一种基于自适应陷波器、瞬时对称分量算法及滞环电流控制方式的飞机交流电源的有源滤波器。所提方法能够有效地消除飞机交流电源电流中的谐波及中线电流,补偿无功以及平衡三相电流。理论推导和仿真结果表明,该方法能够准确快速地检测出飞机三相四线制电源系统中的谐波电流,具有较好的动静态性能。     

用于飞机变频电网APF的补偿电流指令产生方法

针对飞机交流变频电网谐波抑制的需要及传统方法在变频条件下的不足,提出了一种基于正序基波滤波器的补偿电流指令产生方法。该方法从整体上分析了正序基波滤波器的特性,并利用正序基波滤波器分别滤除了电源电压和电流中的谐波和非正序成分,而后计算出电源的正序基波有功电流,由此得到补偿电流指令,检测过程中省去了低通滤波器。将该方法应用于三相电压不对称且有畸变的飞机变频电网的并联有源电力滤波器(APF)中,结果表明,采用该方法在整个基频变化范围内能实现对谐波、无功及不平衡电流准确而快速的检测和补偿,补偿结果符合MIL STD 704F和IEEE Std 519标准的要求。     

基于广义积分器的谐波电流检测方法研究

针对四桥臂有源电力滤波器的谐波检测环节,提出了一种基于广义积分器的谐波电流检测方法,分析了该检测方法的检测原理及参数k的变化对谐波电流检测效果的影响。仿真结果表明,当电网频率稳定时,该检测方法可准确地提取谐波电流中的基波分量;参数k影响检测的快速性和精确性,应合理设置;该检测方法结构简单,易于实现,对于电网电压畸变、电网频率波动及三相负载不平衡的情况有一定的适应性。     

Normalized estimation of fundamental frequency and measurement of harmonics/interharmonics

An adaptive notch filter is presented to estimate the fundamental frequency and measure both harmonics and interharmonics of an almost periodic signal with unknown time-variant fundamental frequency, which has the robustness that the convergence speed is determined by neither amplitude nor frequency of fundamental component. The algorithm forms a one-dimensional slow adaptive integral manifold whose existence and stability are proved by averaging method and Lyapunov stability theorem. The local exponential stability and the ultimate boundedness of fundamental frequency estimation are proved. The local exponential stability makes sure that the fundamental frequency, the harmonic and interharmonic components can be all fast tracked. The principle for adjusting the parameters with their influences on transient and steady-state performance is investigated and decreasing parameters can improve noise characteristic. The validity is verified by simulation results.     

脑电信号中工频干扰去除的综合研究

微弱的脑电信号中常混有工频干扰,严重影响到有用的脑电信号提取和分析。针对传统陷波器会削弱有用的脑电信号的缺陷,文中研究了三种稳健算法:基于零极点分布原理的陷波器、自适应滤波器以及独立成分分析算法,来抑制脑电信号中的工频干扰。仿真实验结果表明,三种算法都可以成功去除脑电信号中的工频干扰成分,并且较传统陷波器对工频附近频谱影响更小,从而有效地克服了传统陷波器的缺陷;此外,独立成分分析算法能更好地保留有用的脑电信息,具有更大的优越性。另外,三种算法都可以应用于其他需要陷波的场合,具有很好的扩展性。     

基于不对称陷波器的谐波电流检测方法*

为了克服常规自适应算法由于权值是一个含有二次谐波的波动量导致基本自适应算法不能准确提取出谐波电流的缺点,提出了一种基于不对称陷波器谐波电流检测方法。该不对称陷波器的实质是通过加入一个低通滤波器改变了陷波器参考频率附近的带宽,从而在保证动态相应的前提下兼顾系统的检测精度;验证了该系统是一个稳定系统,证明了改进后的不对称性,给出了参数选择的依据。通过仿真实验表明,该系统可以在一个周期内就能稳定跟随,系统的畸变率可以控制在1.7%以下。     

Load compensation based on frame considering low-order dominant harmonics and distorted power system

In this paper, by considering voltage distortion and frequency variation, the control strategy of synchronous reference frame (SRF) for three-phase shunt active power filter has been improved. In the SRF compensation method a conventional low pass filter (CLPF) is used to extract the dc component of the d-axis current (I_d). Unfortunately in the presence of low-order harmonics of the load current (second and third ones), the transient response time is increased. If the amplitude of these harmonics are high, the distortions in CLPF output signal are increased, and as a result, the desired compensation cannot be achieved. In this paper to overcome this problem, a novel numerical LPF is designed and implemented based on variable forgetting factor-recursive least squares (VFF-RLS). The advantages of the proposed filter over CLPFs include independence of the load current harmonic components, fast dynamic and high accuracy of the response. Moreover, due to the malfunction of the conventional phase locked loop (PLL) in polluted and variable frequency environment, a second order generation integrator-frequency locked loop (SOGI-FLL) based on fuzzy logic controller (FLC) and wavelet transform (WT) is proposed. Effectiveness of the proposed method is evaluated with both simulations and experimental results in a three-phase power system.     

基于自适应逆控制的有源滤波器的检测算法

提出一种新的并联型电力有源滤波器的检测方法,通过控制有源滤波器直流电容电压来确定电网电流所需的基波有功分量的幅值,首次将自适应逆控制用于电力有源滤波器.将系统的主电路部分及有源滤波器看作广义有源滤波器,通过自适应逆控制方式控制直流电容电压,使其输出跟随参考输入,最终达到抑制谐波和补偿无功的目的.此检测算法简单有效,稳态和暂态的仿真结果均证实了该算法的可行性.     

基于全通滤波器的IIR陷波器抑制信号中的周期性干扰

从滤波器的系数敏感度角度 ,提出一种基于全通滤波器的 IIR陷波器来抑制信号中的周期性干扰。该滤波器是由全通滤波器的级联构成的 ,因为全通滤波器传递函数的分子和分母多项式之间的镜像对称关系 ,该滤波器可以用高效的格型运算结构来实现 ,并且具有很低的系数敏感度 ,使得系数量化后的陷波频点偏移量最小。本文详细论述了该陷波器的设计方法 ,并深入分析了其在低频段的系数敏感度问题。通过实际数据验证了这种滤波器能够有效的抑制电力线通信信号中的谐波干扰。     

一种改进型i_p-i_q谐波检测法

介绍了基于瞬时无功功率理论的ip-iq法的基本原理,指出传统ip-iq法检测到的基波有功电流分量的幅值和相位因电网电压与其正序分量的相位差而存在误差;提出一种改进型ip-iq谐波检测法,该方法通过正序电压分量和移相算子相结合的方式获取同步旋转信号,减小了因三相电压不对称而导致的检测误差,同时引入电流平均值理论以取代低通滤波器,提高了谐波检测的动态响应能力。Matlab仿真结果表明,该检测法在三相电网电压不对称的情况下能准确检测到基波正序有功电流,且具有较好的动态响应特性。