同步调相机高速段转子位置检测：模糊控制与锁相环优化

"本文主要探讨了同步调相机高速段转子位置估算算法的研究，针对传统锁相环磁链法在高速运行时受低频谐波干扰大的问题，提出了结合二阶广义积分滤波器和模糊控制的改进方案，旨在提高位置检测的精度和速度。同时，为了解决从低速到高速切换时的误差问题，设计了一种柔性切换位置估算模块，并在Matlab环境中通过仿真验证了方法的有效性。" 在电力系统中，同步调相机是一种重要的动态无功补偿设备，其稳定运行对电网的电压质量具有显著影响。转子位置的准确检测是同步调相机控制的关键环节，因为它直接影响到设备的运行效率、稳定性和动态响应。传统的基于锁相环（PLL）的磁链估计算法在低速运行时表现出良好的性能，但在调相机进入高速段后，由于低频谐波的干扰，会导致位置检测的精度下降。 为了改善这一情况，本研究提出将二阶广义积分滤波器（GI）与模糊PID控制相结合，应用于改进的锁相环中。二阶广义积分滤波器能有效滤除低频谐波，提升谐波抑制能力；模糊PID控制则通过对系统的模糊化处理，增强了控制的适应性和准确性，从而提高了位置检测的速度和精度。 然而，从低速到高速的切换过程中，可能会出现较大的位置估算误差。为解决这一问题，作者设计了一种柔性切换位置估算模块，该模块能够在不同速度区间平滑过渡，减少切换过程中的误差积累，确保在整个运行范围内转子位置的准确估计。 通过在Matlab/Simulink环境下建立仿真模型，对比传统锁相环与改进锁相环在不同工况下的性能，验证了所提出的估算方法的优越性。仿真结果证实了改进算法在应对谐波干扰和速度切换时的优良性能，为同步调相机的高精度、高速度位置检测提供了有效的解决方案。 关键词：同步调相机；转子位置估算；锁相环；模糊PID；二阶广义积分滤波器 中图分类号：TM28 文献标识码：A DOI：10.19457/j.1001-2095.dqcd19234 这项研究对电力系统中的同步调相机控制技术进行了深入探索，其成果对于提升电力设备的运行效率和稳定性具有重要意义，同时也为未来相关领域的研究提供了新的思路和技术支持。