电子设计工程
Electronic Design Engineering
第 28卷
Vol.28
第 24期
No.24
2020年 12月
Dec. 2020
收稿日期:2020-02-13 稿件编号:202002049
作者简介:郭培松(1994—),男,河北衡水人,硕士研究生。研究方向:智能微电网。
近年来,随着新能源发电的迅速发展,分布式发
电系统也逐步引起了大家的关注,三相并网变流器
则在其中发挥着至关重要的作用。其控制的条件为
锁相环(Phase-Locked Loop,PLL)检测到的电网电压
的同步信号,即网侧电压基波正、负序分量的幅值及
相位信息,并通过锁相环实现两个电信号相位同步
的闭环控制系统。在实际应用中以同步坐标系锁相
环 SRF-PLL 的应用最 为 广泛。但 由 于环境的 复 杂
性,SRF-PLL 并不能在电网电压非对称的情况下很
好地工作,主要表现为在 dq 坐标轴分量中产生 2 倍
工频的交流分量,导致锁相环不能很好地提取基波
正序分量从而完成锁相。
目前常见的锁相环已由最初的单同步坐标系发
展为双同步坐标系,锁相方法有瞬时对称分量法、延
时信 号检测法、自适应滤 波 器等
[1- 3]
,皆 以 PI 环 节调
节控制无功分量。针对电网电压不对称的情况,文
献[4]提出了基于双同步坐标系的解耦方法,将网侧
改进型正弦幅值积分器的并网锁相技术
郭培松
(天津工业大学 电气工程及自动化学院,天津 300387)
摘要:锁相环的控制精度取决于提取到的三相并网变流器的基波正序电压信号。针对三相电网电
压不平衡、谐波污染及频率突变等情况下不能准确提取幅值、相位等信息,文中采用了正弦幅值积
分器锁相环(SAI-PLL)的锁相方法,并引入了比例谐振控制(PR)环节对电压矢量的无功分量进行
调节,实现阶跃信号的无静差跟踪。通过与传统锁相方法的仿真对比实验,结果显示谐波抑制效
果提高 30%,动态响应速度提高 10 ms。表明了该方法可在复杂工况下准确提取电网电压基波信
号,证实了该方法的有效性。
关键词:非理想电网电压;信号提取;锁相环;正弦幅值积分器
中图分类号:TN911.8 文献标识码:A 文章编号:1674-6236(2020)24-0061-05
DOI:10.14022/j.issn1674-6236.2020.24.013
An improved phase locked technique of sinusoidal amplitude integrators
GUO Peisong
(Institute of Electrical Engineering and Automation,TianGong University,Tianjin 300387,China)
Abstract: The control accuracy of the phase⁃locked loop depends on the fundamental positive⁃sequence
voltage signal of the three⁃phase grid⁃connected converter. Aiming at the imbalanced voltage,harmonic
pollution,and frequence changes in the three ⁃ phase power grid,the amplitude and phase information
cannot be accurately extracted. This paper uses a phase ⁃ locked method of the SAI ⁃ PLL phase ⁃ locked
loop. Proportional Resonance Control(PR)is used to adjust the reactive component of the voltage vector
to realize the stepless signal tracking. Through simulation and comparison experiments with the
traditional phase⁃ locking method,the results show that the harmonic suppression effect is increased by
30%,and the dynamic response speed is increased by 10 ms. It is shown that the method can accurately
extract the fundamental voltage signal of the power grid under complicated working conditions,and
confirms the effectiveness of the method.
Keywords: unideal grid voltage;signal extraction;Phase Locked Loop;sinusoidal amplitude integrator
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