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。     

双馈风力发电系统空载并网控制与实验研究

为避免发电机在并网时发生的电流冲击,并使其安全平稳地接入电网,在分析双馈变速恒频风力发电机组工作原理及其数学模型的基础上,将矢量变换控制技术应用到双馈发电机并网控制中,提出了一种基于电网电压定向的空载并网控制策略,采用了一种新型软件锁相环(SPLL)以实现对电网基波电压正序相位的快速跟踪.搭建了3 kW风力发电实验平台...     

风力发电并网变流器同步技术研究

研究了用于风力发电系统电网侧变流器并网同步技术,分析并比较了四种同步技术的工作原理及实现方法,即单同步坐标系软件锁相环（SSRF-SPLL）、增强型锁相环（EPLL）、双同步坐标系解耦软件锁相环（DDSRF-SPLL）以及基于双二阶广义积分器的锁频环（DSOGI-FLL）。基于Matlab/Simulink软件平台,分别搭建了这四种并网同步技术的仿真模型,并在理想电网电压和不平衡电网电压情况下,对不同方法运行性能进行了比较。结果表明,SSRF-SPLL控制算法实现最为简单,但其仅在电网电压理想工况下有效。而其他三种方案不仅适合于理想电压工况,而且在电网故障情况下也能对电网电压实现准确监测。而在动态性能方面,EPLL方法性能较差,DDSRF-SPLL较前者好,但是其控制算法复杂。DSOGI-FLL方法在电网频率和相位检测性能方面最好,而且控制算法简单。     

三相逆变电源的锁相环设计

电网同步锁相技术是实现电源无扰动切换的一个重要技术。本文介绍了一种备用电源系统的锁相技术,对此锁相技术在供电电源切换中的应用及其锁相原理进行了阐述。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,在锁相环的基础上加入低通滤波器来抑制电压畸变对锁相造成的影响。对此锁相环进行了Matlab仿真。通过仿真验证了该锁相环在电压不平衡、电压谐波畸变及电压突降的情况下可实现频率的准确锁定。证明了此锁相环技术可实现由电网供电到不间断电源供电的无扰动切换,响应速度快,稳定性好。最后,通过试验对此锁相环进行了验证。     

基于滤波器前置的三相软件锁相环设计

针对传统锁相环在电压不平衡及畸变时锁相误差大、动态响应速度慢的问题,根据软件锁相环(SPLL)的原理提出一种滑动滤波器(MAF)前置锁相环,并通过一种快速不平衡分量抑制及相位延迟补偿的方法来改善MAF性能,有效提高了锁相环的动态响应速度和锁相精度.通过MATLAB/Simulink仿真平台及TMS320F28335数字信号处理器芯片对所提出的锁相环控制策略在三相电压不平衡及电压畸变的条件下进行验证,结果表明该SPLL锁相误差小,动态响应速度快,稳定性高.     

基于预测控制的PWM整流器控制策略研究

脉宽调制(PWM)整流器控制策略常以电网电压平衡环境为基础。在此着重研究电网不平衡状态时三相PWM电压型整流器(VSR)特性及其控制策略,提出电网电压不平衡环境下预测电流控制算法,在一个PWM开关周期内,利用己知电流状态,预测下一个采样时刻达到预期电流所需的控制电压值。该方法因无需进行网侧电流正、负序分量计算,从而减少内环电流调节器数目,简化了控制算法,提高了系统计算速度。其暂态过渡过程仿真和基于RT-LAB半实物实时实验结果表明,该控制方法无论电网电压是否平衡,系统均具有动态响应快、功率因数高、输出电压稳定性好的特性,能显著抑制网侧电网不平衡对PWM整流器性能的影响。     

硬件锁相技术在高温超导功率变换器中的应用

为了对电力系统电压相位进行实时检测和采样.实现高温超导磁储能(High Temperature Superconducting Mag-netic Energy Storage,简称HT-SMES)功率变换器的快速功率变换,基于TMS320F2812型DSP数字控制,提出了一种硬件锁相方法.并应用在HT-SMES功率变换器的信号采样和调理电路中.实验结果表明,该方法能钉效抑制电网输入侧的电压谐波分量,对电网电压相位进行准确跟踪和锁定,具有动态响应快,稳态性能好的特点.     

高渗透率分布式光伏系统谐波与电压控制

高渗透率分布式光伏发电接入后，对电网谐波、电压波动和闪变产生了不利影响。重点分析了高渗透率分布式光伏接入时电网谐波产生的原理，及传统的αβ轴电网电压前馈控制算法导致的弱电网谐波增大的问题。针对谐波抑制，提出了自适应前馈控制算法，该算法通过智能过渡逻辑作用于dq轴和αβ轴进行前馈控制，可智能识别电网环境，同时结合陷波器高增益特点，达到抑制背景次谐波电压作用于前向通道、减小谐波含量、提高系统的鲁棒性的作用。针对分布式光伏接入带来的电网电压波动及闪变问题，通过调整逆变器群的动态无功响应和无功功率控制能力来有效抑制电网电压波动和闪变，支撑电网，增强电网接入的友好性。     

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.     

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...     

一种单相电压凹陷检测方法及其DSP实现

动态电压恢复器（DVR）是目前解决供电电压凹陷问题的有效装置，对电压凹陷特征量的准确检测是DVR正常运行的前提。本文基于同步坐标变换及软件锁相环（SPLL），提出了一种单相电压凹陷检测方法。该方法可以实现对单相电压凹陷幅值、起止时刻和相位跳变等特征量的动态检测。计算机仿真和DSP硬件实验表明，该方法适用于单相DVR的电压凹陷实时检测．     

单相风电并网逆变器的研究与设计

介绍了风电并网系统的组成及工作原理。依据风力发电并网逆变器的电压矢量关系,给出了逆变器输出电流的控制方法及输出滤波电感的计算方法。为了保证输出电流能实时跟踪电网电压的相位,设计了软件锁相环（SPLL）;最后,通过实验验证了设计的可行性。     

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...     

基于内模控制的VSC-HVDC风电并网系统控制策略研究

针对轻型直流输电技术(VSC-HVDC系统)在采用双闭环PI控制时的参数多并且整定复杂的问题,采用内模控制原理对PI参数整定算法进行改进,改进算法只需调节一个参数,使参数整定变得简单快捷,同时可以保留双闭环PI控制系统优良性能。仿真结果表明,基于内模控制原理的一个参数整定的VSC-HVDC系统参数保有双闭环PI控制系统的优良性能,系统鲁棒性好,控制精度高,动态响应快。     

单相DVR快速电压补偿控制的实现

动态电压恢复器（DVR）是解决暂态电能质量问题的一种有效途径。就单相DVR的电压扰动检测、基于特定谐波消除的软件锁相技术，以及分段式电压补偿策略等问题进行了探讨。引入导数和积分方式来实现快速电压波形鉴别以及噪声消除，通过二次微分消除特定谐波分量，简化锁相滤波，推导了软件锁相初值角的计算方法，提出了分时段电压检测和补偿的模型，并配合实现补偿电压的生成，最后通过DVR样机的单相电压跌落实验验证了上述算法的可行性。     

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。     

考虑频率耦合的并网逆变器不同域控制的稳定性比较

高渗透率下并网逆变器(grid-connected inverter, GCI)与高电网阻抗的交互作用可能引发系统失稳问题。GCI的电流控制根据控制域的不同,可分为相域比例谐振(proportional resonance, PR)控制和域比例积分(proportional integral, PI)控制。首先,考虑频率耦合效应,基于谐波线性化方法分别建立了LCL型GCI采用相域PR控制和域PI控制的序导纳模型,并考虑电网电压前馈的影响,对这两种不同域控制的GCI的序导纳特性进行了对比分析。基于所建的序导纳模型和广义奈奎斯特判据(generalized Nyquist criterion, GNC),分析了电网电压前馈和电网强度对两种不同域控制的GCI并网系统稳定性的影响。稳定性分析结果表明：不考虑电网电压前馈时,相域PR控制的GCI系统稳定性强于域PI控制的GCI系统;而引入电网电压前馈后,二者系统稳定性基本相同。最后,通过仿真验证了理论分析的正确性。