三相电压畸变条件下软件锁相环分析与实现

传统锁相环无畸变电压的抑制能力,因而在畸变电压条件下会得到错误的相位信息.而对于需要系统电压同步的电力电子装置,相位信息的正确与否对控制性能有极大的影响.提出了一种基于智能PI控制的软件锁相环,通过同步旋转坐标跟踪原理,达到相位锁定的目的.建立了试验系统,对提出的控制策略进行了验证.试验结果表明,该软件锁相环的动态响应速度快,稳态性能好,对畸变电压有很强的抑制作用.     

基于软件锁相环的电网电压实时检测的研究

针对软件锁相环的特点及应用,提出一种能实时准确获得电网电压的相位和频率信息的软件锁相环(SPLL)的设计方法,该方法从三相电压空间矢量上分离出基波正序负序及谐波分量,采用闭环SPLL控制模型实时跟踪电网正序电压相角,适用在三相电力系统电压平衡、不平衡或电压畸变情况下的电压实时检测。本文引入空间矢量分离与同步坐标变换结合的方法,通过频域线性化建模来设计SPLL控制器结构与参数。最后给出了在Matlab环境下仿真三相电压对称、不对称及畸变且不对称的三种情况下的SPLL跟踪特性曲线,结果表明该模型能有效获取电网电压实时信息。     

新型软件锁相环在动态电压恢复器中的应用

动态电压恢复器是一种新型电能质量调节装置,它能有效抑制电网电压波动对敏感负载的影响.针对在电网电压畸变的情况下,需要准确捕获电压基波正序相位的问题,文中提出了一种新型软件锁相环(Soft Phade LockedLoop,SPLL),它能够在电网电压存在跌落、谐波、频漂、三相不平衡等多种情况下准确检测基波正序的相位,从而使动态电压恢复器获得较好的补偿效果.该软件锁相环的理论分析结果已为仿真和实验所验证.     

基于软件锁相环的动态电压恢复器补偿策略

根据负荷对电压幅值、相位跳变的敏感程度,可连续运行动态电压恢复器(UDVR)采用不同的电压补偿策略,常见的有跌落前电压补偿法和同相电压补偿法。利用相量图简述了上述2种方法,并提出一种改进的综合电压补偿法。通过调整软件锁相环(SPLL)的输入整定值和PI调节器参数,分别实现了跌落前电压补偿法、同相电压补偿法及改进的综合电压补偿法,并在Matlab/Simulink仿真软件下进行了单相电压跌落补偿实验。仿真结果表明,改进的综合电压补偿法比传统的同相电压补偿法更能有效缓解由电压跌落带来的相位跳变;与传统的跌落前电压补偿法相比,该方法也能有效减小UDVR的注入电压幅值。     

一种软件锁相环和电压跌落检测新算法

动态电压恢复器(dynamic voltage restorer,DVR)的响应速度是衡量DVR特性的重要指标,锁相环和电压跌落检测算法则是决定其响应速度的2个关键因素,而电网电压畸变、跌落过程中发生的相位跳变和电压不平衡制约着锁相环和检测算法的快速性。该文结合最小方差(least error squares,LES)滤波器和改进对称分量法设计了新的软件锁相环和电压跌落检测算法,对这2种方法进行详细的理论推导,阐明各频次的正负序分量解耦的机理。在Matlab/Simulink中搭建仿真模型,与传统锁相环方法和电压跌落检测算法进行对比分析。最后,在电压跌落平台进行工业样机验证,结果表明所提方法可行有效,且具有较高的响应速度。     

新型单相软件锁相环的研究

动态电压恢复器(简称DVR)作为一种新型电能质量调节设备,能够快速而有效地抑制电网电压波动,保护了敏感负载.介绍了应用于DVR的一种新型的单相软件锁相技术,此方法适合于单相补偿方式,可以有效减小高频谐波对锁相的影响,并通过仿真验证了这一方法的可靠性.     

电网电压不平衡和谐波畸变下新型并网锁相环设计

针对日益增加的分布式能源并网,旨在设计一种新型的锁相环(PLL),以克服主流PLL在电网电压不平衡和谐波畸变下难以精确地锁定电压频率和相位的不足。由于电压不平衡静止坐标系下电压正负序交流分量存在耦合关系,采用交叉解耦双复系数滤波器(DCCF)结构提取和分离电压正负序分量。利用多变量滤波器(MVF)对输入电压基波正序分量幅值无衰减、零相移特性,将MVF结构引入交叉解耦DCCF结构中,设计一种新型的PLL结构,以增强在高谐波畸变下的滤波能力。最后进行Matlab/Simulink仿真,证明所提出的PLL在电压不平衡、电压频率阶跃和相角跳变下能够快速精确地锁定频率和相位,且比双复系数滤波器锁相环(DCCF-PLL)具有更好的滤波能力。     

电压不平衡时单同步坐标系锁相环的改进算法

为了在电网电压不平衡时能跟踪电网电压基波相位和频率,分析了单同步坐标系的三相软件锁相环(SSRF-SPLL)在电网电压不平衡时不能准确快速锁定基波电压相位的原因,即电网电压不平衡时,dq变换得到的eq中含有二次谐波分量,在使用PI控制时,此二次谐波分量将导致PI难以实现无误差跟踪,影响锁相输出角度。在提高稳态性能并考虑动态性能的基础上,提出了在PI调节器之前增加2次陷波器和特定截止频率的低通滤波器的改善方案。最后通过搭建仿真和实验平台验证了方案的可行性和有效性。     

基于DSP的高精度单相软件锁相环的实现

介绍了一种二阶巴特沃斯差分方程的计算方法和基于瞬时无功理论的三相锁相环,并提出了一种改进的单相低通锁相环算法。利用Matlab软件和TMS2812 DSP数字信号处理器对工频、幅值跳变、频率变化下的电压信号进行了仿真和编程验证,结果表明该算法能快速实现对畸变电压高精度地锁相,具有构造简单、精度高、锁相快等优点。     

电压畸变条件下静止无功补偿器同步方法研究

提出一种用于静止无功补偿器(SVC)控制的电压同步方法,即基于序分量的同步坐标轴锁相环(SBSRF-PLL)方法.该方法通过坐标变换,获取了电网三相电压相对于锁相环的角度,故能够完全消除传统同步坐标轴锁相环的锁相误差.在电网电压存在谐波、不平衡、频率变化等畸变情况下,采用SBSRF-PLL方法能够快速、准确地跟踪电压正...     

电压不平衡条件下改进型锁相环的设计与实现

针对基于d-q变换的锁相环在电压不平衡和畸变时动态过程较差的不足,提出一种基于d-q变换的改进型锁相环模型,能有效提取正序电压分量,消除电压不平衡的影响,并具有较强的谐波抑制能力。在PSCAD/EMTDC环境下的仿真研究和基于单片机C8051F410实验系统的实验研究结果验证了所提方法的正确性和可行性。     

基于DSP的逆变器数字锁相技术

针对不间断电源(UPS)通过同步锁相实现逆变输出电压与旁路电压同步,本文介绍了采用TMS320LF2407A型DSP的逆变器数字锁相算法,并通过实验验证了所采用的数字锁相技术。     

锁相环路在移相触发器中的应用

锁相环路是完成两个电信号相位同步的反馈控制系统，适宜于变流装置的同步触发电路之中。通过介绍锁相环路技术在移相触发器中的应用及一个实际例子，提出了一种价廉的单通道触发器的新思路，具有一定的实用价值。     

基于单相锁相环的高压直流分相触发相位控制

触发相位控制是高压直流系统控制的基础。换流器触发相位控制方式对高压直流性能的影响尤以不对称故障工况下为甚。针对传统分相触发中过零点检测抗干扰性差以及等间隔触发控制自由度低等缺点,提出一种新的基于单相锁相环的分相触发方案,该触发方式的锁相过程对谐波和负序电压干扰具有较强的抑制能力,能够在三相不对称工况下获得更详细的电压相位信息,减小此时各阀实际触发角的差异。最后,利用PSCAD/EMTDC对所提分相触发方式下高压直流稳态和暂态性能进行了仿真测试和分析,结果表明新分相触发对系统稳态性能无不利影响,并可有效降低交流故障恢复过程发生后续换相失败的概率,验证了该分相触发方式的优越性。     

采用数字锁相的三相四线制有源电力滤波器的设计

针对有源电力滤波器(APF)软件锁相程序复杂,同时空间矢量计算程序繁琐、计算量大,介绍了以TMS320C6747为主控芯片、PI控制的35 kVA三相四线制APF。在控制算法中,对数字锁相以及SVPWM控制模块进行了简化处理。给出了系统组成框图以及硬件参数,建立了系统数学模型,分析了电流解耦控制策略。试验结果表明,算法简化了程序、节省了处理器计算时间,且不会影响装置的谐波补偿效果。试验结果验证了控制算法的正确性。     

不平衡电网下的改进型锁相环设计研究

针对电网三相不平衡时,常用锁相环方法存在电压测量偏移降低,检测准确度和抗低次谐波干扰能力弱的问题,提出一种基于改进型二阶广义积分器(Second Order Generalized Integrator,SOGI)的三相锁相环设计方案.分析了SOGI可提取出电压正序基波分量的原理;通过对SOGI进行频域特性分析,找到传...     

一种改进型二阶广义积分锁相环研究

在锁相环(PLL)中直流分量的存在,会导致检测结果中相位和频率出现基频振荡。由于其频率较低,消除直流分量是一个很具有挑战的任务。针对采用二阶广义积分器(SOGI)构建正交信号发生器(QSG)时会带来较大谐波,提出改进的SOGI方法,即增加一个积分环节,在不影响其他部分功能的前提下,将直流分量提取出来,并对其结构性能及参数设计进行了分析设计,最后仿真和实验结果证明了所提方法的正确性和有效性。     

电压不平衡时风电系统中基于双同步变换的锁相环设计

快速准确地锁定正序基波电压分量的相位和频率是保证风力发电系统中网侧变换器、静止无功补偿装置安全可靠运行的基础.针对基于单dq坐标变换的锁相环在电压不平衡和畸变时动态过程较差等问题,提出一种基于解耦双同步参考坐标变换的锁相环设计方法,通过双dq变换和解耦计算检测出不平衡电网电压中正序分量和负序分量,从而消除电压不平衡的影响.在电压不平衡、电压畸变、频率突变和单相接地情况下进行了仿真和实验研究,结果验证了所提方法的正确性和有效性.     

基于锁相环和混沌振子的微弱信号检测

为精确检测纳伏级微弱正弦信号的频率和幅值,构建了基于锁相环和Duffing振子的微弱信号混合检测系统。首先通过锁定输入锁相环的待测信号,完成信号频率的检测;然后利用锁相环输出的已知频率信号作为混沌系统的内置策动力信号,将输入到混沌系统的待测信号用Duffing振子进行幅值检测。仿真结果表明,混合系统可同时完成纳伏级微弱正弦信号的频率和幅值的检测,检测信号的最低信噪比为-22.23dB,且操作简单,工作量小,易于实现。