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.     

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。     

三相电压畸变且不对称时电流基波正序有功分量的改进瞬时检测方法研究

电力有源滤波器是抑制谐波的有效手段,补偿分量的准确检测直接决定了它的补偿效果。提出了改进的三相电压畸变且不对称情况下的基波正序有功电流分量的检测方式,通过dq变换分别测出电压和电流基波正序分量的有效值和相位,求出准确的电流基波正序有功分量,从而得到需要补偿的电流分量。电压和电流基波正序分量的检测同步进行,减少了低通滤波器的延时,仿真结果说明了改进方式的有效性和正确性。     

三相电压畸变且不对称时电流基波正序有功分量的改进瞬时检测方法研究

电力有源滤波器是抑制谐波的有效手段,补偿分量的准确检测直接决定了它的补偿效果.提出了改进的三相电压畸变且不对称情况下的基波正序有功电流分量的检测方式,通过dq变换分别测出电压和电流基波正序分量的有效值和相位,求出准确的电流基波正序有功分量,从而得到需要补偿的电流分量.电压和电流基波正序分量的检测同步进行,减少了低通滤波器的延时,仿真结果说明了改进方式的有效性和正确性.     

船舶电网基波电压同步信号实时检测技术

针对电力推进船舶电网电压不平衡情况下基波正序电压幅值、频率和相位信息的精确检测,提出了一种基于PR谐振调节器的T/4延时计算法的软件锁相技术。通过T/4延时计算法消除了电网电压不平衡时负序分量的影响,用PR调节器代替PI调节器提高了检测的速度和精度。仿真结果表明,在船舶电网电压不平衡的条件下,该新型软件锁相技术能够准确快速地检测电网的基波正序电压幅值、频率和相位,有效地验证了该方法的正确性。     

基于dq变换的三相不平衡电压暂降检测方法

目前动态电压恢复器(Dynamic Voltage Restorer,DVR)装置中常用的dq变换检测法只适用于三相对称扰动,故提出了一种可用于三相不平衡电压暂降的检测方法。该方法首先对信号进行双dq变换和无时延的单相dq变换,变换后的量经由形态低通滤波器滤波后,可分别求得电压基波正序、负序和零序分量,继而推导计算出电压暂降的特征值,即各相暂降幅值、持续时间和相位跳变角。仿真结果验证了该方法的正确性,分析结果表明这种方法具有很好的实时性,适合DVR实时检测的需要。     

电网非理想情况下的同步锁相技术

电网电压同步锁相是并网逆变系统的关键技术之一,当电网电压出现不平衡时,同步旋转坐标系d,q轴上含有二倍频分量,导致传统同步锁相技术不能准确检测出电网基波正序电压相位信息。在分析d,q轴二倍频分量产生原因的基础上,提出将q轴分量通过FIR滤波器移相90。后注入d轴来消除二倍频分量的影响,从而获得理想的电网基波正序电压相位信息。分析所提锁相环(PLL)的工作原理,给出其实现方法,探讨该方法在单相系统中的应用,并通过合理设计PLL控制参数来抑制谐波对PLL性能的影响。仿真和实验表明,该方法在电网电压不平衡、频率变化、单相系统及电网电压畸变情况下,能准确检测出电网基波正序电压的相位。     

不对称电网同步相位的快速开环捕获方法研究EI北大核心CSCD

快速准确地获取电网同步相位是并网逆变器控制的基本要求。然而,当电网发生严重不对称故障时,传统软锁相环(software phase-locked loop,SPLL)方法的动态响应时间较长(大于一个工频周期),因此无法满足高性能逆变器控制对锁相快速性的要求。据此,提出电网同步相位的快速开环捕获方法,可显著提高电网电压不对称条件下的相位同步速度。该方法首先通过构造电网电压的虚拟正交信号并使用对称分量法,实现了电网电压基波正序分量的快速准确提取,接下来通过对该正序分量进行开环锁相,即可快速获得电网电压基波正序分量的实时相位。最后,论文提出一种改进的虚拟正交信号构造方法,有效地提高了构造信号的准确度。各种工况下的实验结果同时表明:提出的开环锁相方法可在电网不对称且畸变的恶劣环境下实现快速准确地捕获电网的实时同步相位,具有较强的鲁棒性。     

风电系统中几种电网电压跌落检测方法的比较研究

新的电网规则要求风电机组具有低电压穿越能力,快速准确地检测出电网电压的跌落故障,是风电机组主控和变流器进行相应控制的前提条件.详细介绍和讨论了适用于三相对称故障的常规dq变换法,适用于单相不对称跌落故障的改进dq变换法和适用于复杂不对称跌落故障的正序电压检测法的工作原理及其优缺点.常规dq变换法和改进dq变换法的仿真和实验结果表明,这两种方法能够快速准确地检测出电网电压的跌落信号,正序电压检测法的仿真结果表明,该方法能够快速准确地检测出复杂故障情况下的电网电压正序分量.     

基于基波正序计算方法的串联型电压调节器

针对串联型交流电压调节器，提出了一种新的基波正序计算方法以获取补偿电压的参考信号。这种方法不需要硬件同步电路，能实时地计算电源电压中的基波正序分量。在以DSP为平台的样机上进行了交流调压的实验。实验结果表明，基于新的电源电压基波正序计算方法的串联电压调节器能有效地补偿电源电压的跌落、畸变及不平衡，适用各种负载，且具有快速的动态响应。     

基于解耦双同步坐标变换的三相锁相环研究

提出了一种三相电压在三相电压不对称、频率突变、相位突变、注入谐波等不平衡情况下,准确锁定基波正序电压频率以及相位的方法。正(负)序同步坐标变换后,将产生二倍频交流分量,这个分量可以看作是由负(正)序电压分量导致的。通过提取负(正)序同步坐标变换下的直流分量,对正(负)序同步坐标变换下的二倍频交流分量进行补偿,构建了正负序解耦模块;同时,合理设计低通滤波器,滤除高次谐波分量,从而准确提取出了三相不平衡电压的正序基波分量。仿真结果表明,该方法能更快速准确的锁定基波正序电压的频率及相位。     

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.     

p-q-r理论在单相DVR中的应用研究

动态电压调节器是目前解决电压凹陷问题的较好选择,文章基于p-q-r理论,通过以单相电源作为参考电压构造虚拟三相系统及多次坐标变换,提出了一种在单相系统中实时检测电压凹陷并计算补偿电压的方法.电源侧电压的基波分量经过坐标变换后在p-q-r坐标下变为直流分量,在p-q-r坐标下控制器能快速计算出电压有效值和补偿电压,p-q-r坐标下的补偿电压经过反变换即可得到a- b-c坐标下各相的补偿电压.基于p-q-r理论的检测方法具有很好的静态和动态特性,仿真结果证明了该方法的正确性.     

单相电压骤降特征量的求导检测算法

动态电压恢复器(dynamic voltage restorer,DVR)是改善电压质量的一种有效工具。在电网电压骤降的情况下,能否快速而准确地检测出电网电压骤降的特征量将直接影响到DVR的补偿效果。文章在研究现有的电压骤降特征量检测方法的基础上,提出一种适用于单相电压骤降的ab求导检测算法,利用求导来代替ab变换方法中的相位延迟算法,并且考虑了发生电压骤降过程中可能伴随的谐波的影响。仿真分析结果表明,该算法检测精度较高,实时性好,满足DVR检测的需要。     

基于正序分量相位差的电压暂降源定位方法

针对复杂网架结构和多扰动源类型场景下传统电压暂降源定位方法失效的问题,提出一种基于正序分量相位差的电压暂降源定位方法。首先,应用线性电路的叠加原理,分析扰动源作用下电网有功功率传输规律,并以电压与电流间相位差表征电压暂降源相对位置不同时功率转移方式的差异;然后,引入瞬时对称分量法,得到不受扰动源类型和网架结构限制的电压暂降源定位判据;最后,通过仿真与实例验证证明了所提方法的有效性与准确性。     

基于遗传算法的动态电压恢复器不对称暂降补偿方法

电压暂降作为一种电能质量问题,由于不对称故障的存在,使处理不对称电压暂降变得复杂。电压暂降除了幅值减小外,还往往伴随着相角跳变,这样更增加了补偿难度。电压暂降发生幅值不对称和相角不对称,都对电子变流设备有着严重的影响,因此需要将负荷电压的幅值恢复到容忍范围,同时保持三相电网电压对称。由于动态电压恢复器(DVR)受最大注入电压限制,需要建立一种方法使DVR的各相注入电压得到有效控制。针对动态电压恢复器（DVR）补偿电压约束下,不对称故障电压补偿,采用遗传算法对其注入电压实施控制,并以算例说明该方法的有效性。     

基于双dq变换正负序提取及锁相环的FPGA实现

对于并网型电能质量治理设备,如有源电力滤波器(APF),为了实现对电能质量的检测与治理功能,需要对三相电压基波的正负序进行快速准确提取。当电网电压发生不对称、畸变等情况时,能否快速准确获得基波电压的频率和相位信息将会大大影响电能质量治理设备运行性能。文中依据同步旋转坐标变换理论,采用双dq变换方法,通过低通滤波器(LPF)处理,实现对基波电压的正负序提取,在此基础上引入负反馈控制理论实现锁相环功能。依据此理论使用FPGA实现基波电压正负序提取及锁相环功能,经测试表明文中所设计的系统能够在三相电压出现不对称、畸变等情况时,快速准确实现基波电压正负序提取、以及基波频率和相位的锁定,能够满足有源电力滤波器对于电压频率、相位实时检测与设备控制保护的使用需求。