三相电压不平衡时二阶广义积分器锁相环设计方法北大核心

为了解决有源电力滤波器(APF)在三相电压不平衡时的控制要求,快速准确获取电网电压基波正序分量的幅值、频率和相位信息至关重要。针对此问题提出了一种具有频率自适应性并能够实现正序分量信息提取的二阶广义积分器锁相环(SOGI-PLL)的方法。通过仿真和实验结果证明了提出的方法能够在三相电压不平衡情况下能够快速准确提取电网电压正序分量的幅值、频率和相位信息,并且频率自适应性能良好。     

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。     

基于二阶广义积分器的基波正负序分量检测方法

提出了一种检测基波正负序分量的新方法.首先通过瞬时对称分量法及坐标系变换理论分析了在αβ坐标系下通过90°移相算子实现正负序分量检测的原理;然后构造了基于二阶广义积分器的移相系统.理论分析及仿真结果表明,该移相系统在特定频率下具有90°移相特性,同时表现出滤波作用.采用双线性变换法实现移相系统的离散化,并提出了基于所构...     

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...     

一种基于电网电压不平衡的软件锁相方法

提出一种电网电压不平衡及谐波畸变时基波电压信号的检测方法,通过三相电网电压进行微分运算来构造线性方程组,并利用交流遗忘积分算法对分离信号进行滤波,快速准确地得到了不平衡电网电压中的正、负序基波分量的幅值与相位信息,从而使控制系统具备了良好的动态性能。实验表明了软件锁相方法的有效性。     

基于改进自适应滤波器的电网同步技术

电网同步是风力发电系统实现故障穿越的必备功能,为了实现快速准确的电网同步,提出了一种基于改进自适应滤波器的电网同步方法。通过数学方程表达式揭示了改进自适应滤波器的原理,利用对称分量法计算电网电压的正序分量和负序分量,对频率自适应环节进行了分析和设计。基于Matlab/Simulink仿真,对传统二阶广义积分器方法和该方法进行了对比研究,结果表明:和传统方法相比,该文提出方法的正负分量序误差幅度0.1%,频率误差0.08 Hz,验证了该方法的有效性。所提方法可以解决实际应用中电网电压不平衡、谐波和直流偏置情况下电网同步误差的问题,     

适用于电网不平衡时的广义积分器锁相环设计

为准确快速检测出电网电压的幅值、相位和频率,在分析对称分量法及单同步坐标系锁相环基本原理的基础上,提出了广义积分器锁相环的设计方法。这种方法在αβ坐标系下对电网电压进行正、负分序,进而锁定正序电压的相位和频率。并且使用Matlab/Simulink环境分别对单同步坐标系锁相环和基于广义积分器锁相环进行仿真研究,仿真结果表明广义积分器锁相环在电网不平衡时能够准确提取电网信号的幅值、相位和频率,频率自适应性良好且对低次谐波有一定的抑制作用。     

二阶广义积分器的三种改进结构及其锁相环应用对比分析

二阶广义积分器(SOGI)可以提取三相电网电压信号中的基波正序分量,通过锁相得到精确的电网相位信息。而SOGI本身存在对输入信号频率依赖性强的缺陷,为此提出三种改进型SOGI。对三种改进型SOGI进行详细的对比分析,并将其应用到锁相环(PLL)中。之后将三种改进型SOGI-PLL分别在电网电压不平衡、含有直流分量和含有高次谐波的情况下进行对比实验,可以证明改进Ⅲ型SOGI-PLL具有更好的电网适应性。最后,通过实验验证了理论分析的正确性和可行性,并给出了结论。     

基于固定频率二阶广义积分器的单相锁频环

在电力系统中,电压相位信息的获取和控制对于并网场合很重要,单相锁相技术对于实现相位同步具有重要意义。针对二阶广义积分器和传统锁相环在电网频率突变时存在较大相位偏差的问题,本文提出了一种基于固定频率二阶广义积分器的新型锁频环算法,详细说明固定频率二阶广义积分器的工作原理,分析了新型锁频环的控制结构。在Matlab/Simulink中搭建新型锁频环的仿真模型,与传统的基于二阶广义积分器的锁相环进行了对比分析,结果表明新型锁相环动态响应更好,锁相精度更高,验证了新结构的可行性。     

电网电压不平衡及谐波畸变时基波电压正负序分量分离新方法

针对传统锁相环(PLL)在电网电压不平衡及谐波畸变下利用常规软件锁相环不能准确获取相位的问题,提出了一种新的正负序分量分离新方法。利用了相序解耦谐振控制器能去除高次谐波和延时信号消除(DSC)法可滤除特定谐波的特性,将相序解耦谐振和延时信号消除法结合起来,达到更好的正负序分量分离的效果。最后,采用MATLAB/Simulink软件仿真结果证明了所提出方法的可行性和有效性。     

Digital Application of Second Order Generalized Integrator Based Grid Estimator Under Unbalanced and Distorted Voltage Conditions

Abstract

Frequency, amplitude, and phase information of the grid voltage are the main constraints for constructing a robust controller algorithm for grid connected applications under unbalanced and distorted voltage conditions. This paper narrates a simple, robust, straight forward method to estimate the instantaneous positive and negative sequence voltage components under unbalanced and distorted voltage circumstances. A second order generalized integrator (SOGI) is encapsulated to filter out the distorted voltage as well as to generate orthogonal voltage components for the three phases of AC grid. Furthermore, these filtered and orthogonal components are accounted for the calculation of instantaneous symmetrical components. Developed technique is more frequency adaptive compared to conventional phase locked loop (PLL) techniques. A set of test outcome results are provided in this paper based on MATLAB/Simulink simulations with real grid data captured from an industrial plant. Moreover, SOGI based estimator is digitally implemented by using dSPACE ds1103 digital controller to validate the numerical simulation results in accordance with the developed theoretical prediction.     

基于固定频率二阶广义积分器的改进型ip-iq谐波检测算法

针对电网存在频率突变、直流分量和多次谐波时传统i_p-i_q算法谐波检测精度不高的问题,提出一种基于固定频率二阶广义积分器的改进型i_p-i_q谐波检测算法。该算法首先利用改进型固定频率二阶广义积分器滤除电网中直流成分和多次谐波,并克服传统二阶广义积分器产生的正交信号不等幅问题;然后利用一种基于改进型固定频率二阶广义积分器的锁相环提供更准确的电网频率,从而得到更准确的检测效果。最后,仿真算例验证了所提方法的有效性。     

基于FPGA的二阶广义积分器锁相环研究与实现

为了解决三相电网电压存在谐波、不对称分量和频率变动的复杂情况锁相问题,通过二阶广义积分器(SOGI)原理构建自适应滤波器,采用对称分量法提取基频信号中的正序分量,再变换到旋转坐标系下,通过PI整定出电网基频信号正序分量的频率,最后由积分得到角度信息。针对传统SOGI结构两相正交信号发生器使用同一个系数的缺点,提出一种改进方案,并阐述了现场可编程门阵列(FPGA)的实现方法,最终实验验证了该改进方案的正确性。     

（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。     

电网电压不对称条件下的电压同步信号的检测

在分析传统软件锁相环工作原理和负序分量影响锁相环检测性能的基础上,提出了一种改进的软件锁相环,设计了一种在传统软件锁相环的基础之上,正负序分量分离的方法来消除负序分量的干扰。理论分析和仿真试验结果表明了其可行性,该方法能够消除负序分量转换而来的2次谐波,在动态相位跟踪及不平衡电压检测方面的性能有了显著改善。     

二阶广义积分单相电网电压锁相方法实验研究

并网型电力电子变流设备需要精确检测电网电压的相位实现同步。同步旋转坐标方法是一种针对三相电网电压优良锁相方案,基于二阶广义积分方法构造一虚拟正交信号,能将同步旋转坐标方法扩展至单相电网锁相。分析了控制流程,参数选择,以DSP F28335为控制核心的实验平台实现算法,得出电网电压幅值突变、频率突变、谐波情况下的响应结果,验证了方法的正确性。     

电网不平衡条件下的光伏并网发电控制策略

分布式发电系统通常呈现弱电网状态,容易出现电网电压不平衡的情况,此时由于常规控制方案不能处理负序分量,将影响系统内并网逆变器的正常工作。为此,提出了一种解耦双同步坐标系用于获取不平衡电压的正序相位和负序相位;接着分析了不平衡电网下的瞬时功率模型,且通过一个负序分量正序旋转变换矩阵将需要补偿的负序分量注入正序控制坐标系,并引入准谐振控制器对负序分量进行无差跟踪和抑制电网电压谐波的影响;进而实现直流侧电压纹波的抑制,保证最大功率点跟踪精度和较小的并网电流总谐波畸变率。最后,搭建了一个10kW光伏并网逆变器实验平台验证了该方案的正确性和可靠性。