基于改进型DSOGI-PLL的电网电压同步信号检测

基于双二阶广义积分器的锁相环(dual second-order generalized integrator PLL,DSOGI-PLL)通过二阶广义积分器产生正交信号和滤除谐波,可实现在电网电压不对称和畸变情况下同步信号的提取。但当电网电压含有多次谐波时,基本二阶广义积分器的滤波效果不理想,锁相环提取的同步信号出现波动。文中通过构建谐波消除模块,在DSOGI-PLL的基础上,提出一种改进的锁相环结构。该锁相环在计算分离正负序电压之前先利用谐波消除模块消除电网电压中的各次谐波,从而消除谐波对锁相环的影响,准确地提取电网电压同步信号。MATLAB仿真和实验结果均表明,这种锁相环在电网电压不对称和含有多次谐波时能有效地提取基波的正负序分量、频率和相位。     

（2期下）基于改进型软件锁相环的正负序分量分离新方法研究

针对电网不平衡时传统正负序分离方法通用性不佳的缺点,提出了一种基于改进型软件锁相环的正负序分量分离的新方法,它利用二阶广义积分器较好的高次滤波效果、正负序级联的DSC谐波消除特性,通过αβ变换和dq变换,再利用软件锁相环原理来锁定电网的频率,并反馈给二阶广义积分器和正负序级联的DSC,从而分离出电网的正负序分量。由于本方法在电网电压平衡、不平衡以及电网电压频率变化等电网所有可能发生的故障情况下,都可以快速而准确的分离电网的正负序的基波分量,从而可为电力电子变流器的控制系统提供可靠的控制信号。最后MATLAB/Simulink软件仿真结果证明了所提出方法的可行性和有效性。     

电网严重畸变情况下的锁相策略研究

针对传统三相软件锁相环PLL(phase-locked loop)在电网电压同时含有较低次谐波分量和负序分量等严重畸变情况下不能完成精准锁相的问题,提出基于滑动离散傅里叶变换DFT(discrete Fourier transform)滤波原理的新型三相软件PLL。滑动DFT算法可以准确地从含有各次谐波的电网电压中提取单位基波信息,再结合基于延时信号对消的基波正负序分量分离方法提取出基波中的正序分量,最后采用同步参考坐标系锁相环SRF-PLL(synchronous reference frame phase locked loop)得到基波正序相位信息。结果表明,新型锁相环在电网电压同时处于不平衡、含有高次谐波和低次谐波以及直流分量的情况下均能够完成精准的锁相。     

复杂电网环境下的双解耦锁相环设计

在复杂的电网环境下,常会出现电压三相不平衡、谐波侵入、直流量混入等问题,此处提出了一种基于双解耦结构的锁相环(PLL).在双解耦同步锁相环(DDSRF-PLL)的基础上,利用改进型二阶广义积分器(SOGU滤除多次谐波及直流量,结合双解耦环节对电网电压进行正负序分离,完成了复杂电网环境下的PLL设计.实验结果表明,双解耦结构的PLL在复杂电网环境下具有良好的动态响应性和稳定性,能对电网电压的相位和频率进行快速准确锁定.     

抑制电网电压直流分量的改进锁相环研究

基于双二阶广义积分器的锁相环被广泛应用于并网逆变器,实现电网电压同步。但是,当电网电压中存在直流偏移时,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,从而提高锁相环抑制直流电压的能力,准确提取电网电压同步信号。在MATLAB/Simulink进行仿真研究。试验结果表明,该锁相环在电网电压存在直流电压时能够滤除直流分量,锁频锁相效果较好。在锁相环加入直流分量抑制模块能够有效抑制直流分量的干扰,为分布式发电系统并网,保障逆变器与电网之间高效高质量的能量传输,以及提升电网稳定性提供了很好的方法。     

非理想电网下改进二阶广义积分器锁相环研究

针对二阶广义积分器锁相环(SOGI-PLL)在含直流分量电网电压无法准确提取正序分量的缺点,在传统SOGI上添加一个求差节点,消除了直流分量的影响.但导致其无法滤除高次谐波,在其基础上又添加一个SOGI解决该不足.改进的SOGI-PLL能够实现在电网电压不平衡、含直流分量和高次谐波条件下准确提取正序分量并跟踪锁相角.仿真与实验验证了该方法的有效性和准确性.     

基于一种新型正弦幅值积分器的谐波检测方法

针对基于瞬时无功理论的ip-iq谐波检测法结构复杂、响应速度慢等问题,提出了一种采用改进正弦幅值积分器结构的谐波电流检测方法。首先,利用二阶广义积分器的输出滤波特性及正弦幅值积分器的极性选择特性,使其相结合构造出了一种滤波性能更强,同时具有频率及极性选择作用的新型积分器。然后,利用该积分器快速准确地提取基波正序分量,并有效应用于谐波检测环节中。当电网电压存在直流偏置问题时,该积分器所构造的锁相环也能准确锁定电网频率及相位信息。最后,理论分析及仿真实验结果表明：该方法无需进行瞬时对称分量分离,就可提取出电网电压及负载电流基波的正负序分量,计算量小,谐波检测更精确。     

基于二阶广义积分器的正负序锁相环谐波消除方法

针对正负序分离的软件锁相环,分析了对称分量法以及坐标系变换理论,并在αβ坐标系下通过构造基于二阶广义积分器(SOGI)的90°移相系统来实现正负序分离,从而达到正负序分别锁相的目的。针对锁相环(PLL)中的谐波影响问题,采用了正负序级联延时信号消除(DSC)法,通过选取不同的参数来滤除指定谐波次数的干扰,使锁相环能够保持稳定。在Matlab/Simulink中建立系统仿真,仿真和实验结果表明,基于二阶广义积分器的移相系统和正负序级联延时信号消除法的联合使用,能够滤除锁相环中整数次谐波,大幅度减小非整数次谐波含量,使正负序锁相环达到很好的锁相效果。     

直驱型风力发电变流器低压穿越控制策略研究

研究了直驱型风力发电变流器系统低压穿越控制策略。首先提出了一种对三相电量进行快速准确的正负序分离软件锁相环。在此基础上,为消除直流电压的二次谐波,采用正、负序双电流内环控制不对称运行控制策略。正负序分离软件锁相环采用了正负序级联延时信号消除法,能够实现对三相电压电流基波正负序分量在同步旋转坐标下的快速提取,并且通过选择不同的参数,可以滤除任何次数谐波的干扰。该方法无需采用滤波器,从而同时具备了稳态精确性和动态快速性。现场实验结果表明,该软件锁相环为三相并网型风力发电变流器在电网发生跌落及谐波畸变时提供了良好运行控制提供保障,正负序双电流内环不对称运行的控制策略保证了在电网电压不对称跌落时的正负序分离控制,消除了直流电压的二次谐波。     

基于DSOGI-PLL的指定次谐波检测研究

针对三相电压不平衡、谐波或畸变条件下,传统锁相环不能获取准确的基波正序电压相位,提出了一种基于双二阶广义积分器锁相环(DSOGI-PLL)方法.该方法通过构造二阶广义积分器(SOGI)的90°移相系统来实现正负序分离,从而达到准确获取相位的目的.经理论分析,然后通过Simulink仿真且与传统锁相环对比的方法从而验证该锁相环方法的准确性和有效性.并将此锁相环应用于指定次谐波检测,通过多组不同旋转频率的同步d-q变换及相应反变换将指定次谐波快速准确的分离出来.     

一种用于谐波检测的改进虚拟磁链定向方法

针对传统基于瞬时无功功率理论的ip-iq谐波检测算法对网侧电压畸变应变能力弱的缺点,提出一种基于复合三阶广义积分器的虚拟磁链观测的定向方法,并将其应用于ip-iq谐波检测算法。该方法采用虚拟电网磁链作为锁相环的改进环节,利用复合三阶广义积分器和正负序分量计算模块来实现正序磁链的提取;在准确锁定电网相位角和频率的基础上,消除了传统ip-iq谐波检测算法由于电网电压不对称,波形畸变和直流偏移分量的注入等原因造成的检测误差。仿真和实验表明,改进后的方法基本不受网侧恶劣工况的影响,应用于谐波检测得到的基波电流基本不存在畸变,且能够实时跟踪频率变化,证明了本文提出的基于复合三阶广义积分器的虚拟磁链定向方法的有效性。     

基于二阶广义积分器的改进型ip-iq谐波检测算法*

针对电网直流分量和高次谐波对谐波电流检测精度的影响,提出了一种基于二阶广义积分器的改进型ip-iq谐波检测算法。该算法在传统ip-iq法的结构上加入了改进型SOGI滤波环节,有效滤除了输入信号中的直流分量同时还抑制了高次谐波,改进型SOGI的锁相环在电网电压含高次谐波和直流分量的情况下能提供稳定的电网电压频率,从而能够更准确检测出谐波电流。仿真算例对比分析了传统ip-iq法和基于一般SOGI的ip-iq法,验证了文中提出的谐波检测方法在电网含直流分量和高次谐波时的有效性和可靠性。     

电网电压畸变时谐波电流检测方法研究

电网电压畸变状态下锁相环难以提供准确相位信息,影响谐波电流检测的精度,低通滤波器的存在会影响谐波检测的实时性。针对这些问题提出了一种改进的谐波电流检测方法,用正弦幅值积分器替代锁相环,从畸变电压中提取基波正序电压在电压畸变时仍能精确检测出谐波电流并用固定周期内的积分模块代替低通滤波器,降低了检测的时延,通过MATLAB仿真证实了方法的正确性和有效性。     

电网电压不平衡时基于二阶广义积分器SOGI的2倍频电网同步锁相方法

为了实现逆变器在电网电压不平衡时的控制并网,提高锁相环节的速度和精度,本文基于二阶广义积分器(second order generalized integrator, SOGI),提出一种新型的2倍频锁相方法,该方法对不平衡电网电压产生的2倍频交流量进行锁相,从而快速准确地实现与电网同步。介绍了2倍频正负序交流量提取方法,2倍频锁相工作原理及电网同步锁相过程。优化了SOGI正交发生器(SOGI-quadrature signal generator,SOGI-QSG),消除了输入电压直流偏置对其输出产生的影响。在电网电压不平衡条件下对所提方法进行了仿真与实验,验证了该锁相方法的有效性。与传统基波锁相方法相比,所提方法提高了对电网电压正序分量检测的快速性和准确性。     

基于改进型二阶广义积分器的同步信号检测

为了满足三相电压在不对称、直流分量及谐波畸变等情况下并网变换器的控制需求,需要准确地检测出电压信号的正序分量、幅值和基波频率。基于双二阶广义积分器锁频环的方法可实现电压在不对称和畸变下同步信号的提取。但当电压信号含有直流分量和多次谐波时,基本的SOGI结构滤波效果不理想,追踪的波形波动比较大,并降低了追踪速度。文中介绍一种改进的SOGI结构,该结构在SOGI的基础上增加求差节点和自适应滤波器,并保留SOGI-FLL的优势。电压的幅值和基波频率能准确快速被检测出来,很好的减小频率跳变后的波动、滤除谐波和消除直流分量。MATLAB仿真结果表明,其改进方法在电压信号不对称、直流分量及多次谐波存在条件下准确地检测出正序分量和基波频率。     

弱电网不对称故障下基于正负序解耦的锁相环设计与研究

针对弱电网发生不对称故障下传统锁相环正负序解耦不完全的问题,提出了将四阶广义积分器应用于锁相环进行正负序解耦的思路。首先分析了弱电网不对称故障下传统锁相环引起的问题,揭示了不对称故障时端电压相位和幅值突变产生直流和谐波分量而进一步导致传统锁相环正负序解耦不完全的原因。然后分析了基于四阶广义积分器结构的锁相环的幅频特性和滤波性能,并进行广义积分器比例系数的设计。最后,在Matlab中进行了不同短路比下传统锁相环和基于四阶广义积分器锁相环的仿真对比,表明了所做设计的有效性。     

有源滤波器控制新策略

由于有源滤波器(APF)的性能主要取决于谐波检测和电流控制两个环节,本文对这两个环节做了改进,提出了一种新的控制策略,针对ip-iq谐波电流检测法中的锁相环(PLL)易受电压波动影响,提出了基于广义积分器的相位锁定法,该方法通过提取电网三相电压的正序基波分量来锁定相位,不受电压畸变和不对称的影响。同时将PI参数自整定的广义积分器应用到电流跟踪控制中,利用其在谐振频率的无穷大开环增益实现谐波电流的无静差跟踪。Matlab/Ssimulink仿真结果表明,在电压畸变的情况下该方法可以很好地检测和补偿谐波电流。     

基于改进DSOGI-FLL的并网变流器多谐振解耦网络同步方法

电网电压基频正序分量相位和幅值的准确检测是三相并网变流器稳定运行的重要保证。针对传统单同步旋转坐标系锁相环在畸变或不平衡电网下锁相精度低的问题,文中利用双二阶广义积分器锁频环(DSOGI-FLL)设计了一种多谐振解耦网络的电网同步方法。首先,分析了二阶广义积分器锁频环自适应提取电网电压基波和频率的原理;其次,详细分析了不平衡电网下DSOGIFLL的锁频响应特性,提出将负序电压分量考虑在内的增益标准化线性模型,以提升其在不平衡电网下的锁频性能;然后,设计了以DSOGI-FLL为基础的多二阶广义积分器谐振解耦网络,实现畸变及不平衡电网下基波电压信息的准确获取。仿真与实验表明,该方法在电网电压畸变或不平衡情况下均能准确获取电网电压基频正序分量的相位和幅值信息。