基于级联滤波锁相环的电网信号同步方法

针对电网故障条件下，传统SRF-PLL在进行电网信号同步时存在频率和相位信号检测误差较大的问题，提出了一种基于级联滤波锁相环的电网信号同步方法.在QT1-PLL中，利用级联滤波结构改善系统的滤波性能，并使系统的响应速度得到提升.在锁相环路内增加相位和幅值补偿环节以消除电网频率偏移对锁相结果的影响.仿真和实验结果表明:在电压信号发生20°的相位跳变和4Hz的频率跳变时，可以在1.5个电网周期内实现对频率和相位的准确检测；频率和相位超调量分别为0.5Hz和4°时，满足并网系统快速准确的要求，验证了所提理论的正确性和有效性.     

DQ同步坐标系下非同步双电源固态开关切换控制研究

传统的双电源固态开关是以主备用电源同步为前提条件,无法保障两路独立电源供电.本文研究了一种基于dq变换和二阶广义积分器锁相技术的双电源固态切换开关切换控制方法,可实现主电源和备用电源非同步情况下快速和无冲击切换,可保证一类负荷的可靠稳定运行.通过二阶广义积分器提取非理想电网的基波正序分量,通过锁相和锁频得到精确的电网相...     

改进解耦双同步坐标系锁相环在谐波和电压不平衡下的性能

针对解耦双同步坐标系锁相环(decoupled double synchronous reference frame phase locked loop,DDSRF-PLL)锁定频率和相位的性能不佳,检测频率和相位误差存在较大畸变和振荡等问题,结合二阶广义积分器(second order generalized integrators,SOGI)的优势,提出了一种改进的DDSRF-PLL结构(improved DDSRF-PLL,IDDSRF-PLL)以弥补传统DDSRF-PLL性能方面的不足。IDDSRF-PLL利用了SOGI的滤波能力,能够有效地衰减电网电压中的谐波,快速而准确地锁定相位和频率,有效地实现并网需求。MATLAB/Simulink仿真结果表明,电网谐波干扰和电压不平衡谐波畸变时,IDDSRF-PLL可以有效地抑制谐波,实现响应超调小、稳态精度高的检测效果。     

并网功率变换器的电网电压同步算法

快速准确获取电网电压幅值、频率和相位信息,是确保各种并网功率变换器的稳态、动态性能的关键。通过对电网电压同步算法进行分类,综述已有典型锁相环算法,指出其应用过程中存在的频率波动、谐波和三相不平衡、直流偏置以及相角突跳变等突出问题,并给出了相应的抑制方法。结果表明:基于同步参考坐标系和谐振控制器的锁相环是目前2种主流的电压同步方法;采用多通道解耦能有效抑制谐波和频率波动,单相系统可等效成三相系统处理;同时,电网电压同步技术正在向着准确性高、响应速度快、鲁棒性强的方向发展。     

基于复变自适应神经网络的电网相位估计方法

针对非理想电网电压下,不平衡电压、频率偏移引起的电网相位难以检测的问题,提出了一种在复变域下使用的基于自适应神经网络的电网相位估计方法.首先,对非理想电网电压进行建模,在得到神经网络模型的基础上,将复变最小均方算法的权值更新方法应用到神经网络权值更新过程中,利用神经网络权值实现对相位的估计.为了跟踪电网频率,设计了电网频率跟踪环节,并对收敛性进行了分析.仿真和实验的结果表明所提出的方法能够快速准确地对非理想电压下的电网相位进行估计.     

基于改进的 STU KF 电压暂降检测方法

为了准确检测电压暂降,提出一种基于改进的强跟踪无迹卡尔曼滤波(STUKF)的电压暂降检测方法.该方法在建立的电压信号状态模型基础上,利用改进的STUKF对发生暂降的电压信号状态进行跟踪,从而实时提取出电压的幅值和相位信息.仿真结果和实际数据检测表明,所提方法能够有效地检测电压暂降的幅值、持续时间和相位跳变.与传统的STUKF相比,改进的STUKF跟踪精度更高、鲁棒性更强.     

增强型锁相环的启动优化和相频解耦改进算法

锁相环结构中相位和频率紧密耦合,在电网处于干扰或短时故障工况下,同步频率的波动直接影响锁相的性能。基于假线性增强型锁相环(pseudolinear enhanced phase-locked loop, PL-EPLL),提出了一种适时解除相位和频率耦合的改进算法。该算法能够在设计锁频范围内,增强频率同步的稳定性和抗干扰能力,提高锁相的动态性能。另外,针对PL-EPLL具有两个相位锁定状态的特点,在算法实施上采用一种同步相位初始值优化设置,在初始相位差较大的情况下能够有效提高锁相算法的启动速度。最后,通过仿真和实验验证了改进算法的有效性。     

锁频环辅助下锁相环的跟踪误差分析

为适应高动态环境,卫星导航接收机采取锁频环辅助锁相环的技术进行载波跟踪.锁相环在锁频环跟踪频率基础上锁定载波相位.现基于经典的二阶锁频环辅助三阶锁相环结构,研究其中的载波相位跟踪误差,包括动态应力误差与热噪声跟踪误差.通过推导,得到了2个误差的计算公式.仿真结果表明,有关载波相位跟踪误差的分析是准确的,有助于之后的载波跟踪环路设计.     

一种新型岸电电压相位和频率符合性评价的检测方法

电能质量检测是靠港船舶岸电系统性能评价的关键技术环节,其中电压相位、频率的检测要求准确且抗干扰能力强。本文提出一种新型的适用于船舶岸电系统电压相位以及频率的检测方法,可应用于电气性能指标的符合性评价。基于传统的同步旋转坐标系锁相检测方法,将模糊算法嵌入其中替代传统比例积分控制器,通过实时模糊推理调节控制器参数以提高锁相自适应能力。此外,由于传统锁相方法在频率突变、三相电压不平衡以及电压畸变等异常情况下无法精确锁定相位以及电压频率,影响岸电系统性能评价的准确性,本文引入双二阶广义积分算法以及锁频环,形成一种基于模糊-DSOGI算法的锁相检测方法。SIMULINK仿真结果表明：与传统锁相方法相比,所提出方案检测速度更快,检测精度更高。     

基于五阶广义积分器的内置式永磁 同步电机转子位置观测法

由于逆变器非线性、磁场空间谐波、检测误差等因素,令滑模观测器系统中的反电动势存在直流偏置和谐波,进而导致了转子位置观测值中6k次谐波脉动生成.针对上述问题,提出一种基于五阶广义积分器的转子位置滑模观测器,在锁频环确保频率自适应的前提下,完成内置式永磁同步电机无传感器矢量控制系统的精确解耦,改善驱动系统的控制性能.在五阶广义积分器作用下,反电动势谐波及直流分量将得到更完善的滤除,进而保证了锁相环计算转子位置角度的准确性.将五阶广义积分器与经典控制系统中的五阶标准积分方程类比,在充分合理简化其参数整定过程的同时保证了转子位置观测系统的快速收敛性.在与传统二阶广义积分器进行动态响应、干扰抑制等性能方面的比较后,通过仿真和1.5 kW dsPACE半实物实验论证该控制策略的优势和有效性.     

三相PWM整流器系统模型重构

以PWM整流器双环控制系统中电流环设计为基础,分析并推导了一种输入无电压幅值和相位检测的系统模型重构方案.该方案在不改变系统主电路拓扑结构和影响系统动静态性能的情况下,减少了交流侧电压传感器.以电流环调节器为基础,通过估算得到了输入交流电压的幅值和同步相位.在Saber仿真平台上进行了仿真实验,得到了不同实验条件下的仿真波形,结果验证了这种设计方法的正确性和可行性.     

正负序电流控制对电压源型变换器谐波稳定性的影响研究

为了保证电压源型变换器在非对称电网下正常工作,其电流控制中需包含正序电流控制和负序电流控制.在建立电压源型变换器阻抗模型的基础上,研究并对比基于延时的正负序分解法和基于二阶广义积分器的正负序分解法对电压源变换器谐波稳定性的影响.研究结果表明,与基于二阶广义积分器的正负序分解法相比,基于延时的正负序分解法将引入更高的不稳定性风险.时域仿真结果验证了本文理论分析的正确性.     

GPS接收机中锁频环频率误锁的检测

为了解决全球定位系统(GPS)接收机中的锁频环在载波同步过程中可能出现的频率误锁问题,在分析了锁频环在噪声环境下的工作原理及产生频率误锁原因的基础上,基于有无发生频率误锁时同一信息符号对应的多个预检测积分值的变化规律,提出了一种用于频率误锁检测和快速纠正的算法。仿真结果表明:该方法能够在锁频环完成工作之后及时判决是否有误锁发生,误锁时可在1~2个导航比特时间内把载波频率调整到正确频率上。该方法实现简单,可有效消除频率误锁给信号同步时间带来的影响。     

对数域电流模式带通滤波器的频率限制

基于对数域积分器误差函数分析方法，分别导出了带通滤波器的中心频率、品质因数与积分器误差函数幅值和相位之间的关系式，得到了中心频率、品质因数与晶体管非理想参数RE、RB、有限电流增益β值和Early电压VA值的关系式。研究结果表明，寄生电阻RE和RB主要影响滤波器的中心频率，有限β值对中心频率和品质因数均有影响，有限VA对滤波器的影响相对较小。给出的电子补偿方法，可以显著地改善非理想对数域带通滤波器的性能。SPICE仿真分析验证了理论分析结果，所得结果可为对数域滤波器的精确设计和应用提供理论依据。     

电网不对称故障下双馈风力发电系统电压的检测

基于双矢量dq同步旋转变换,将基波电压正负序分量进行解耦,电网电压进行双αβ和双矢量dq同步旋转变换,旋转变换后得到的分量进行滞后T/4(T为电压周期)调压控制,实现基波电压正序分量快速检测.仿真结果表明,所提出的电压检测方法可实现在电网不对称故障下能快速检测出电压跌落时刻和幅值,基波电压正序分量输出平滑,验证了所提出电压检测方法的有效性.     

基于虚拟同步机控制技术的交直流互联电力系统电压稳定控制策略

电压暂降是电力系统正常运行过程中一种不可避免和难以预测的电能质量问题.交直流微电网和交直流配电的发展,使交直流互联方式下交流电网电压稳定问题更加复杂.针对电压暂降治理,提出了一种采用虚拟同步发电机技术的交直流互联方法.根据本文提出的方法,光伏发电和电池储能等直流分布式系统,能自主地参与到对交流电网电压的调节中,从而维持交流母线电压的稳定性.设计并搭建了额定功率为120kVA的仿真平台,对上述控制策略进行了仿真分析和研究,仿真结果验证了所提出控制策略能确保交流母线电压在电网电压暂降早期不会出现较高幅值的跌落,并在电网电压暂降故障排除后较快地恢复其额定幅值.     

一种用于频率跟踪和相角估计的实用算法

电网电压的频率、幅值和谐波含量均随时间发生变化,它们严重影响着电网相量的测量精度．为此,在分析傅氏法计算误差与频偏、起始点相位关系的基础上,提出了一种基于准同步采样和傅氏分析的频率跟踪、相角估计的实用算法．它用离散傅氏法和线性插值法估计任意时刻的相量,用迭代算法寻找相角差为零的相邻周期的两个估计相量进行频率计算,继而对采样数据进行同步化处理以获取信号的真实相量．仿真结果表明,这种方法可使相角误差小于0．2°,并能够满足电网相量实时测量的快速性要求．     

基于VSG的大规模储能系统功率变换器并网控制策略与稳定性研究

大规模储能的应用能够平抑分布式电源输出功率的波动,提高电网对于分布式电源的消纳性。为提高大规模储能系统并网稳定性,利用传统同步发电机的旋转惯量、阻尼等特性,提出将"虚拟同步机"控制技术运用到储能功率变换器的控制中,实现系统的调压调频和功率控制。该文模拟了同步发电机的机械模型与有功下垂特性,建立了虚拟同步机的功频控制器结构,提出了并网预同步控制策略,实现虚拟同步机和电网的电压幅值与相位的一致,最后通过Matlab仿真验证了控制策略的可行性。     

一种改进的锁相环用于抑制三相不平衡和直流偏移

研究了解耦双同步参考系锁相环（Decoupling dual synchronous reference system phase-locked loop, DDSRF-PLL）在电网电压不平衡情况下的锁相精度问题。为了消除直流偏移的影响,提出了一种结合混合二阶与三阶广义积分器（Mixed second- and third-order generalized integrator, MSTOGI）的DDSRF-PLL结构,且对其PI控制器引入了一种非线性函数进行控制。首先,利用了MSTOGI的滤波能力,能够有效地衰减谐波和降低直流偏移的影响。其次,非线性函数能够根据系统偏差的大小对PI参数进行调整,提高了锁相的精度和速度。通过Matlab/Simulink进行仿真,证明了文中提出方法的有效性与可靠性。     

DFT插值非整数延迟带通滤波器的研究

主要针对在非同步采样情况下基波与谐波测量中的频谱泄露问题,提出一种基于离散傅里叶变换(DFT)插值的非整数延迟带通滤波器设计方法,用于提高电网电压基波分量的测量准确度。该方法采用DFT递推方式来降低滤波器传递函数计算的复杂度;同时考虑被测信号频率波动对插值参数的影响,提出被测信号幅值参量计算公式来提高滤波器对基波频率波动的适应性。仿真结果表明:与线性插值方法相比,本文方法的滤波准确度提高了23.3%;滤波之后,用于基波电压测量和频率估计的准确度较线性插值方法分别提高了44.8%和41.7%,说明非整数延迟滤波器用于基波电压测量与频率估计可以有效降低谐波干扰。