三相雙向變流器無鎖相環(huán)控制策略.pdf

1、隨著能源危機和環(huán)境污染的加重，風(fēng)能、太陽能等新能源的開發(fā)和利用成為時代的焦點，三相雙向變流器作為分布式發(fā)電系統(tǒng)中與電網(wǎng)相接的設(shè)備起著至關(guān)重要的作用。鎖相環(huán)技術(shù)常用于控制系統(tǒng)中檢測電網(wǎng)電壓的相位和頻率，但由于電網(wǎng)電壓存在不平衡和畸變的問題，鎖相角的計算會產(chǎn)生一定的誤差。因此，研究三相變流器的無鎖相環(huán)控制策略成為電力電子領(lǐng)域的一大熱點。
　　本文首先介紹了鎖相環(huán)技術(shù)和無鎖相環(huán)技術(shù)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，同時分析了不同電網(wǎng)電壓情況下的常規(guī)

2、鎖相環(huán)的鎖相誤差。設(shè)計并完成了一臺18kVA全數(shù)字控制的三相雙升壓／雙降壓變流器，針對常規(guī)鎖相環(huán)容易受電網(wǎng)電壓影響的這一問題，提出兩類變流器的無鎖相環(huán)控制策略：直接功率控制和直接電流控制，并建立數(shù)學(xué)模型驗證其可行性。仿真與實驗證明，與鎖相環(huán)控制策略相比，無鎖相環(huán)控制策略能夠快速精確地從不平衡以及含有畸變的電網(wǎng)電壓中分離出基波正序分量，提高系統(tǒng)在電網(wǎng)電壓不理想條件下的運行能力。之后從鎖相效果、適用范圍、算法復(fù)雜性以及動態(tài)響應(yīng)速度等角度對提

3、出的無鎖相環(huán)控制策略進行對比。為了解決電網(wǎng)角頻率出現(xiàn)偏差時對基于二階廣義積分器的無鎖相環(huán)控制策略的影響，提出了一種基于二階廣義積分器的鎖頻環(huán)控制策略，建立了其在頻域上的數(shù)學(xué)模型，并分析了其動態(tài)響應(yīng)性能。仿真和實驗表明，該鎖頻環(huán)只需采用負增益系數(shù)的積分器即可實現(xiàn)頻率鎖定，適用于變流器的不平衡控制、諧波抑制以及頻率突變的場合。最后，采用常規(guī)鎖相環(huán)控制和鎖頻環(huán)控制策略在實際電網(wǎng)情況下進行變流器雙向運行實驗對比，證明了本文提出的新型鎖頻環(huán)的優(yōu)越