二階廣義積分單相電網電壓鎖相方法實驗研究

謝門喜, 史炳偉

(蘇州大學 智能結構與系統研究所，江蘇 蘇州 215006)

二階廣義積分單相電網電壓鎖相方法實驗研究

謝門喜, 史炳偉

(蘇州大學 智能結構與系統研究所，江蘇 蘇州 215006)

并網型電力電子變流設備需要精確檢測電網電壓的相位實現同步。同步旋轉坐標方法是一種針對三相電網電壓優良鎖相方案，基于二階廣義積分方法構造一虛擬正交信號，能將同步旋轉坐標方法擴展至單相電網鎖相。分析了控制流程，參數選擇，以DSP F28335為控制核心的實驗平臺實現算法，得出電網電壓幅值突變、頻率突變、諧波情況下的響應結果，驗證了方法的正確性。

鎖相環；同步旋轉坐標變換；正交信號發生器；二階廣義積分；數字信號處理器；實驗研究

0 引 言

隨著靈活交流輸電系統FACTS技術發展，大量電力電子設備并入公用電網，對電網電壓相位實時檢測是一項基本的技術，如何高精度、快速的鎖相是整個控制系統極其重要的一環。經典鎖相環結構包含三部分：鑒相器檢測出輸出信號輸入信號之間的相位偏差，環路濾波器消除相位偏差中的高頻成分，振蕩器利用偏差穩態量計算相位信息，通過不斷的閉環調整，使得輸出信號跟蹤輸入信號，直到兩者之間的偏差為一恒定值。基于這一基本結構框架，同步旋轉坐標系下的鎖相方法(SRF-PLL)已成為一種主流的實用化方法，該方法最初應用于三相電網電壓鎖相[1-2]，將三相電網電壓信號從靜止abc坐標變換到二相旋轉dq坐標，利用d軸電壓分量為零這一特性實現鑒相，得到電網電壓實際相角與觀測相角的偏差，帶有低通特性的濾波器對偏差運算出修正量，加上基頻后，觀測到頻率信號，進而得到實時角度信息。……