基于单二阶广义积分器的三相数字锁相环设计

在一些与电网三相电压相关联的电力电子设备中,获得电网电压实时基波相位是非常重要的。针对电网出现三相电压不平衡的情况,提出了一种基于单二阶广义积分器的三相数字锁相环的设计方案,并通过Matlab/Simulink进行仿真,仿真结果验证了锁相环在电网三相跌落而出现三相电压不平衡时,仍可以准确跟踪三相电网相位。设计方案原理清晰,结构简单,易于实现。可以很方便的移植到FPGA中,构成全硬件集成锁相环;也可以移植到DSP中,构成全软件锁相环。     

一种改进的无锁相环三相电压波动检测方法

在检测三相电压波动时,针对UPQC检测单元中带锁相环的dq0旋转坐标变换法存在的误差,提出了一种改进的无锁相环三相电压波动检测方法。该方法给出了abc坐标系到静止αβ坐标系下的简化变换矩阵,通过计算αβ坐标系到dq0坐标系变换矩阵中的旋转量来代替锁相环获取的旋转量,从而减少了带锁相环检测时存在的误差。在Matlab/simulink软件平台上进行了仿真分析,仿真结果表明,该方法与传统带锁相环的dq0旋转坐标变化法相比,动态响应快速,提高了检测精度。     

基于FPGA的APF控制器的硬件结构优化

提出一种基于现场可编程门阵列（FPGA）的并联型有源电力滤波器（SAPF）的控制器方案。通过简化算法,使用运算强度简化、折叠结构和流水线等方式优化了控制器的硬件结构和工作频率,并详细讨论了基于同步旋转坐标变换、无限冲击响应（IIR）低通滤波器、三相锁相环和滞环电流跟踪控制的结构设计与优化。全部控制算法在单片FPGA中用硬件描述语言VerilogHDL实现。样机实验结果表明系统的动静态性能都较好,满足高性能SAPF对控制器实时性和准确性的要求。     

无锁相环d-q谐波电流检测法的实现

电力有源滤波器是补偿电力系统中谐波及无功功率的重要装置，其关键环节是实时准确的检测出谐波电流。基于d-q坐标变换的谐波电流检测方法不受电压影响，并能应用于负荷电流不对称的情况。文中介绍了d-q坐标变换的谐波电流检测的基本原理，在此基础上提出了一种无锁相环的实现方法。分析指出，d-q变换过程中的频率偏差对检测结果不构成影响。该方法用PSCAD／EMTDC软件进行了仿真，并应用于电力有源滤波器样机。实验结果表明，该检测方法是准确可行的。     

基于双dq坐标变换的三相电压锁相环的研究

提出了一种三相电压不平衡情况下,三相电压基波频率、正序电压分量和负序电压分量相位锁定方法。正序dq坐标变换时,负序电压分量将在dq轴电压分量上产生交流分量,导致基于dq坐标变换的三相电压锁相环存在误差;通过提取负序dq坐标变换中dq轴的直流电压分量,对正序dq坐标变换q轴电压分量进行补偿,从而准确快速锁定正序基波电压相位。通过负序dq坐标中d轴和q轴的直流电压分量检测负序电压初相角,锁定负序电压相位。仿真结果表明,该方法能够快速准确地锁定三相电源在不对称情况下的基波频率、正序电压相位和负序电压相位。     

三相数字锁相环的原理及性能

分析了三相锁相环的基本原理、特性及各种输入情况下锁相环的输出性能.通过理论推导,在三相输入信号存在直流偏移、不对称、谐波等干扰情况下,分析了三相锁相环的检测相位误差,得出谐波的含量.并通过仿真研究,验证了三相输入信号存在直流偏移、不对称、谐波等干扰情况下,仿真结果与理论推导一致.并对相位突变和频率突变的情况进行了仿真研究,说明在相位和频率发生变动时三相锁相环仍能有效地锁定相位,能够满足系统变频的要求.     

具有抗谐波干扰的三相数字锁相环设计与仿真

在光伏或风能的三相有源逆变过程中,获取三相电网实时基波相位是非常重要的。针对当电网出现三相电压不平衡或较强的高次谐波干扰的情况,给出了一种具有抗谐波干扰的三相数字锁相环设计方案,并对方案的工作原理做了说明。最后,利用Matlab/Simulink对该三相数字锁相环在各种条件下做了对比分析,证明了基于多二阶广义积分器三相数字锁相环设计方案可以消除各次谐波的影响,使三相锁相环获得良好的跟踪基波相位的效果。该方案可以移植到FPGA中,构成全硬件集成锁相环;也可以移植到DSP中,构成全软件锁相环。     

基于电网不平衡APF系统新型锁相环的研究

此处提出了一种改进的三相低通陷波器(LPN)锁相环(PLL)方法,该方法基于Clarke交换和Park变换,通过LPN滤波器,从而消除电网不平衡电压中的零序和负序分量。详细分析了单相LPN-PLL方法在电网不平衡条件下无法准确得到基波正序电压相位的原因及单相LPN-PLL相位偏差对i_p-i_q谐波检测的影响。详细分析了所提三相LPN-PLL的原理及所选滤波器的截止频率对三相LPN-PLL性能的影响和三相LPN-PLL的动态性能。通过仿真和实验分别验证了所提出的三相LPN-PLL方法能较好地检测出基波正序相位。将其应用到有源电力滤波器(APF)系统中,通过采用i_p-i_q谐波检测方法,能达到较好的补偿效果。     

利用卡尔曼滤波锁相环的有源电力滤波器研究

有源电力滤波器(APF)需要锁相环(PLL)获得电网电压相位.当电网电压出现谐波干扰时,传统PLL易受到电压扰动的影响,其产生的相位延迟导致无法准确检测谐波电流.此处设计一种采用卡尔曼滤波PLL的谐波电流检测方法,通过最小均方差递推观测数据,实时预测多个状态变量.以单相APF为例,搭建Matlab仿真模型及实验平台.仿...     

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dq坐标双级矩阵变换器的闭环控制研究

双级矩阵变换器(TSMC)是一种很有发展潜力的矩阵变换器,在实际应用中,TSMC常会遇到输入电压波动和输出负载变化等扰动,TSMC现有的控制方法均为开环控制,TSMC不能根据扰动自动修正开关函数,因此其输出电压会在扰动下产生波动。提出了基于dq坐标系TSMC输出电压的闭环控制方法:通过三相静止坐标到两相同步旋转坐标(dq坐标)的转换,将TSMC系统中的三相交流量变为适合PI闭环控制的直流量,使得PI控制器能够在扰动情况下自动调节TSMC逆变级开关函数,维持输出电压幅值恒定,保证了TSMC高性能的输出。仿真结果验证了所提方法的合理性和有效性。     

无锁相环ip-iq法在有源滤波器中的实现

ip-iq法能准确实时地检测出不对称三相系统中的有害电流,它不受零序电流的影响,可以直接用于不对称系统中谐波及无功电流的检测,是目前广泛应用的一种谐波及无功电流检测方法。文中介绍了ip-iq坐标变换的谐波电流检测法的基本原理,在此基础上提出了一种无锁相环的实现方法。分析指出,ip-iq谐波电流检测方法坐标变换过程中,C变换矩阵的频率偏差对检测结果不构成影响。并通过仿真验证了该方法是准确可行的。     

多同步旋转坐标系下指定次谐波电流控制

为提高有源电力滤波器(active power filter,APF)的补偿性能和动态响应,提出一种基于多同步旋转坐标的谐波电流控制策略,采用通过与某指定次正序或负序谐波角速度同步的旋转坐标变换,将该指定次谐波变为直流量,实现指定次谐波的检测和PI控制,从而实现对某指定次谐波电流的无静差补偿。完整的谐波电流控制器由多个独立不同角速度的谐波电流控制器叠加组成。建立了APF在谐波旋转坐标系下的数学模型,提出一种简单的电流耦合解耦策略。对指定次谐波电流控制器进行分析,从理论上证明了与传统的电流环控制方法相比,指定次谐波控制可提高补偿精度,并利用零极点对消方法对控制器参数进行了设计。实验结果验证了所提控制策略的优越性。     

畸变电流实时检测的无锁相环正交变换法研究

畸变电流的实时检测是有源电力滤波器控制的基础,是决定有源电力滤波器工作特性的关键因素之一,提出一种无锁相环正交变换的畸变电流实时检测新方法.该法可检测出三相三线制系统基波电流的正、负序分量,并将其相加得到基波电流,三相电流减去基波电流便得到畸变电流;而去掉锁相环,通过预设正交变换矩阵中的角频率,从而简化电路,并解决了锁...     

有源电力滤波器的并联运行及其控制策略

为了解决有源电力滤波器（APF）补偿大容量谐波电流的问题,对多台APF的并联运行进行了研究,并提出了一种基于均流和限流方案的并联控制策略。该方法既保证了有源电力滤波器补偿谐波电流的动态性能,又具有较高的可靠性。提出的并联系统可以很好地实现容量扩展,并且能够实现热插拔。Matlab仿真结果验证了该方法的可行性。     

有源电力滤波器补偿电流控制与主电路参数设计

作为一种新型电力电子装置,有源电力滤波器工作性能决定于主电路构成元件参数及其控制系统。介绍了有源电力滤波器的结构与原理,针对三角波比较控制方法和空间电压矢量法进行了分析与对比,根据仿真结果得出合理的控制算法。针对更优的算法进行了主电路参数的设计,最后,给出了在Matlab中仿真测试得到的结果,并对结果作出了简要的分析。     

并网逆变器输出LCL滤波器的优化设计

并网逆变器PWM输出LCL滤波兼顾了低频段增益和高频衰减,参数不易选择。提出一种并联型有源电力滤波器中LCL滤波器的参数确定方法,在总电感设计的方案基础上,分析LCL滤波器的两个电感分配对滤波和控制性能的影响,提出了参数选择和优化的方法。仿真及试验验证了参数设计的可行性。     

一种基于DSP的有源电力滤波器谐波提取方案的设计与实现

介绍了一种同步旋转坐标系的谐波提取方法,并同时辅以无限脉冲响应数字滤波技术及时间延迟补偿策略。通过Matlab仿真研究并设计,实现了以DSP为核心处理器的有源电力滤波器(APF)数字化提取方案。经过仿真试验分析和工程验证,证明了该方法的有效性和准确性。     

基于线性二次调节控制的三电平APF研究

以三电平并联型有源电力滤波器(APF)为研究对象,简要描述了二极管钳位型三电平变流器的数学模型,详细推导了线性二次调节(LQR)控制算法,得到了控制量和状态量的线性关系,并将该算法应用于电流内环控制。在新型简化的电压空间矢量控制策略基础上搭建Matlab仿真模型。通过DSP试验平台对该控制方案进行验证,结果表明该方案正确有效。     

同步旋转参考坐标系下的有源电力滤波器简单控制方法

提出了在同步旋转坐标系下的电压源型有源电力滤波器简单控制方法。该控制方法利用d-q变换将三相交流系统变换到旋转的正交坐标系,采用比例积分调节器控制有源电力滤波器的补偿电流,使其跟踪参考电流。该控制方法不需要对控制系统解耦,只需要1个d-q变换模块和1个低通滤波器即可较好地抑制系统电压波动,控制方法简单、鲁棒性高。仿真实验验证了文中理论分析的正确性和该控制系统的可行性。