基于二階廣義積分器鎖相環(huán)的同步信號提取方法研究.pdf

1、隨著新能源發(fā)電(風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電等)的迅速發(fā)展，三相并網(wǎng)變流器得到了廣泛的應(yīng)用。同步信號，即電網(wǎng)電壓的幅值、相位角以及頻率信號，為并網(wǎng)變流器的控制提供參考量，對并網(wǎng)變流器的運(yùn)行與保護(hù)起著至關(guān)重要的作用。并網(wǎng)變流器的控制策略要求同步信號提取單元能夠在電網(wǎng)電壓不對稱、含有諧波以及相位跳變等非理想電網(wǎng)電壓情況下快速、準(zhǔn)確地提取出同步信號。
　　為了滿足并網(wǎng)變流器在電網(wǎng)電壓不對稱情況下的控制需求，需要快速準(zhǔn)確地提取出基波正負(fù)序分量的幅值

2、和相位。在電網(wǎng)電壓不對稱時(shí)，負(fù)序分量會在同步參考坐標(biāo)系鎖相環(huán)(SRF-PLL)的dq軸分量中產(chǎn)生二倍工頻波動，影響基波分量幅值和相位的提取結(jié)果。本文通過將二階廣義積分器(SOGI)加入到同步參考坐標(biāo)系鎖相環(huán)的結(jié)構(gòu)中，提出了一種能夠?qū)崿F(xiàn)正負(fù)序分量分離的二階廣義積分器鎖相環(huán)(SOGI-PLL)的同步信號提取方法。該方法利用SOGI單元的兩個(gè)相互正交的輸出量分別抵消電網(wǎng)電壓dq軸分量中由于負(fù)序分量造成的二倍工頻波動，以此來消除電網(wǎng)電壓不對稱對

3、同步信號提取的影響，并且可以同時(shí)得到基波負(fù)序分量的幅值和相位。與其他方法相比，該方法無需進(jìn)行正負(fù)序解耦或瞬時(shí)對稱分量分離，在單同步參考坐標(biāo)系下實(shí)現(xiàn)了基波正負(fù)序分量的分離提取，結(jié)構(gòu)更加簡單，減少了計(jì)算量。
　　文中結(jié)合SRF-PLL與SOGI的建模方法，建立了SOGI-PLL的數(shù)學(xué)模型，并根據(jù)此數(shù)學(xué)模型對SOGI單元的增益系數(shù)以及PI調(diào)節(jié)器的控制參數(shù)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。仿真與實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該方法能夠在電網(wǎng)電壓不對稱的情況下準(zhǔn)確地提取出基波正

4、負(fù)序分量的幅值與相位角，并且具有良好的動態(tài)性能。
　　為了解決輸入電壓含有諧波的情況下，SOGI-PLL提取出的同步信號準(zhǔn)確性下降的問題，文中采用了基于多通道SOGI結(jié)構(gòu)的改進(jìn)方案。仿真與實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明該方法可以有效地濾除輸入諧波分量對同步信號提取的影響。
　　為了抑制輸入電壓發(fā)生相位跳變時(shí)，SOGI-PLL提取出的同步信號暫態(tài)波動大、響應(yīng)時(shí)間長的問題，文中采用加入一種自適應(yīng)增益結(jié)構(gòu)的改進(jìn)方案。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該方法能夠在一定程