基于正弦幅值積分器的單同步坐標(biāo)系同步信號提取策略.pdf

1、世界性的能源危機(jī)和環(huán)境污染促使工業(yè)界和學(xué)術(shù)界大力推動以太陽能、風(fēng)能等為主的新能源分布式發(fā)電系統(tǒng)的飛速發(fā)展。現(xiàn)代電網(wǎng)要求分布式發(fā)電系統(tǒng)能夠在非理想電網(wǎng)工況下保持并網(wǎng)發(fā)電運(yùn)行,而作為接口電路,并網(wǎng)變流器的控制就顯得尤為重要。快速準(zhǔn)確提取電網(wǎng)電壓的幅值、相位角和頻率等同步信息是實現(xiàn)并網(wǎng)變流器精確控制的重要保障。各種各樣的同步提取方案為同步信號的提取提供了技術(shù)支持,其中尤以單同步坐標(biāo)系鎖相環(huán)(SRF-PLL)應(yīng)用最為廣泛,但是在電網(wǎng)不對稱、畸變

2、、含直流電壓偏置等非理想工況下,SRF-PLL同步提取效果較差,不能滿足要求。針對非理想電網(wǎng)工況,以SRF-PLL和復(fù)系數(shù)傳遞函數(shù)(CCF)為基礎(chǔ),本文提出一種新的基于鎖相環(huán)技術(shù)的同步提取方案,并對其進(jìn)行了深入的研究。
　　電網(wǎng)電壓不對稱時,在d-q同步坐標(biāo)系中,基波正序分量變?yōu)橹绷鞣至?而基波負(fù)序分量則變?yōu)樨?fù)二倍工頻(-2ω0)的交流分量,交流分量會影響SRF-PLL的同步性能。正弦幅值積分器(SAI)是一種可用復(fù)系數(shù)傳遞函數(shù)(

3、CCF)表示的,具有選頻、選極性特征的交流諧振積分器,可實現(xiàn)對交流分量幅值的積分;類似于直流積分器,基于SAI構(gòu)建的負(fù)反饋環(huán)可實現(xiàn)對特定頻率交流分量的零誤差跟蹤。因此,本文將提取頻率為-2ω0的正弦幅值積分器負(fù)反饋環(huán)及相應(yīng)的“輔助分離結(jié)構(gòu)”引入到SRF-PLL結(jié)構(gòu)中,提出一種基于正弦幅值積分器鎖相環(huán)(SAI-Based PLL)的同步提取方案;該方案實現(xiàn)了單同步參考坐標(biāo)系下基波正、負(fù)序分量的準(zhǔn)確分離,由分離得到的基波正、負(fù)序分量,可同時

4、提取電網(wǎng)電壓基波正、負(fù)序分量的幅值和相位角。文中在復(fù)頻域中對整個系統(tǒng)的工作原理進(jìn)行了詳細(xì)的分析;文中進(jìn)行了參數(shù)設(shè)計,仿真對比和實驗測試驗證了SAI-Based PLL的準(zhǔn)確性和快速性。
　　電網(wǎng)含直流電壓偏置時,在d-q同步坐標(biāo)系中,基波正序分量變?yōu)橹绷鞣至?而直流偏置則變?yōu)楣ゎl(-ω0)交流分量。類似于不對稱工況,將提取頻率為-ω0的正弦幅值積分器負(fù)反饋環(huán)及相應(yīng)的“輔助分離結(jié)構(gòu)”引入到SRF-PLL結(jié)構(gòu)中,就可實現(xiàn)含直流偏置工況