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计及锁相环动态的单相并网逆变器建模及稳定性研究综述 被引量:8
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作者 程成 谢少军 +2 位作者 张晴晴 许津铭 钱强 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期255-268,I0021,共15页
随着可再生能源渗透率的提高,电网呈现出高电网阻抗的弱电网甚至极弱电网特征,锁相环与电网阻抗交互作用将恶化跟网型逆变器低频稳定性。近年来,诸多文献针对单相跟网型逆变器中的低频振荡问题进行了研究,但缺乏对现有成果系统性地梳理... 随着可再生能源渗透率的提高,电网呈现出高电网阻抗的弱电网甚至极弱电网特征,锁相环与电网阻抗交互作用将恶化跟网型逆变器低频稳定性。近年来,诸多文献针对单相跟网型逆变器中的低频振荡问题进行了研究,但缺乏对现有成果系统性地梳理和总结,难以明确进一步的研究重点。为此,该文首先梳理和评述现有计及锁相环影响的逆变器建模及稳定性分析方法,直观地阐述锁相环引起的负阻效应对系统低频稳定性的影响机制,并在此基础上,从改进电流控制环和锁相环角度,系统性地归纳和分析现有各种低频鲁棒性提高方法。最后,总结现有研究在稳定性分析及鲁棒性改进上的不足及研究关键点和难点,指出进一步的研究方向。 展开更多
关键词 弱电网 锁相环 单相系统 跟网型逆变器 低频振荡 鲁棒性
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无锁相环单相无功谐波电流实时检测方法 被引量:34
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作者 周福林 李群湛 +1 位作者 解绍峰 郭成 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第1期178-182,共5页
在基于ip-iq和d-q法的单相、三相电路检测方法中,检测性能受锁相环的输出信号误差制约。不带锁相环的检测方法难以分离出基波有功、基波无功电流。文中提出预设一个任意频率、任意相位的正弦参考信号代替锁相环的无锁相环单相检测方法,... 在基于ip-iq和d-q法的单相、三相电路检测方法中,检测性能受锁相环的输出信号误差制约。不带锁相环的检测方法难以分离出基波有功、基波无功电流。文中提出预设一个任意频率、任意相位的正弦参考信号代替锁相环的无锁相环单相检测方法,能同时检测出基波有功、基波无功和谐波,具有延时小、受频差、电压畸变影响小、可自动跟踪电源频率的特性。文中结论的正确性在于可靠提取低频信号,讨论了采用低通滤波器和积分法提取低频信号的特性,结果显示采用后者,具有更好的检测精度和动态性能。理论结果和仿真证实了方法的正确性。 展开更多
关键词 单相检测 锁相环 无功检测 谐波检测 瞬时无功功率
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基于有限冲击响应滤波器线性相移控制的单相系统数字锁相环 被引量:22
3
作者 任碧莹 钟彦儒 +1 位作者 孙向东 同向前 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第8期121-125,共5页
利用有限冲击响应数字滤波器具有线性相移的特性,针对单相并网系统提出了基于有限冲击响应数字滤波器构造αβ静止坐标系下的电压矢量方法。参照三相并网系统基于αβ静止坐标系到dq同步旋转坐标系的数字锁相环原理,采用同步采样技术确... 利用有限冲击响应数字滤波器具有线性相移的特性,针对单相并网系统提出了基于有限冲击响应数字滤波器构造αβ静止坐标系下的电压矢量方法。参照三相并网系统基于αβ静止坐标系到dq同步旋转坐标系的数字锁相环原理,采用同步采样技术确保滤波器恒定系数的方法,实现了基于虚拟两相直角坐标系的数字锁相环控制。利用PSIM软件对电网电压幅值和频率的波动、3次谐波注入等参数变化的影响做了仿真研究。在此基础上,搭建了基于DSP TMS320C32为控制核心的模拟装置,实验结果验证了该方法是可行的,并且具有较好的动静态性能。 展开更多
关键词 有限冲击响应 滤波器 数字锁相环 单相并网系统
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解耦双同步坐标系下单相锁相环技术 被引量:27
4
作者 文武松 张颖超 +2 位作者 王璐 詹天文 龙江涛 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2016年第20期114-120,共7页
针对单相并网变换器的同步问题,提出了一种基于双同步坐标系的锁相环。将单相输入信号等效为αβ静止坐标系下的正序正交虚拟分量和负序正交虚拟分量之和,通过自解耦网络消除负序基波分量的影响,无需正交信号发生器就可获得输入信号的... 针对单相并网变换器的同步问题,提出了一种基于双同步坐标系的锁相环。将单相输入信号等效为αβ静止坐标系下的正序正交虚拟分量和负序正交虚拟分量之和,通过自解耦网络消除负序基波分量的影响,无需正交信号发生器就可获得输入信号的幅值、相位和频率信息。分析了输入信号存在直流分量、谐波分量、相角突变和起始阶段相角未知等因素对锁相结果的影响,给出了相应的抑制方法。仿真和实验结果表明:在各种非理想电网状态下,该算法都能快速、准确地提取电网电压基波分量的幅值和相位,实现同步信号的检测。 展开更多
关键词 单相锁相环 解耦双同步参考坐标系 直流分量 相角突变 频率自适应
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一种基于同步旋转坐标变换的单相锁相环新算法 被引量:41
5
作者 陶兴华 李永东 +1 位作者 孙敏 方晓旻 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第6期147-152,共6页
单相锁相环技术对于一些需要电压相位信息的控制场合具有重要意义。本文提出一种单相锁相环新算法,算法基于同步坐标旋转变换,通过反馈解耦的方法简化了锁相环的结构,同时避免了滤波器带宽受到系统动态性能要求制约的问题。文中在介绍... 单相锁相环技术对于一些需要电压相位信息的控制场合具有重要意义。本文提出一种单相锁相环新算法,算法基于同步坐标旋转变换,通过反馈解耦的方法简化了锁相环的结构,同时避免了滤波器带宽受到系统动态性能要求制约的问题。文中在介绍基于同步旋转变换的单相锁相环方法基础上,给出了改进算法的推导过程,并对新算法中的调节器参数进行了设计。仿真与实验结果验证了该新算法的有效性。 展开更多
关键词 单相锁相环算法 同步旋转变换 反馈解耦
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基于广义积分器的电力单相锁相环研究 被引量:19
6
作者 王冲 於锋 陈荣 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2011年第4期13-16,22,共5页
针对目前软件锁相环技术存在锁相误差及滤波延时的不足,笔者基于瞬时无功理论的单相锁相环技术,提出一种通过二阶广义积分器来构造正交信号的方法。并对输入电压存在直流分量的情况下,分析了正交电压分量输出的偏移情况,设计一个前馈低... 针对目前软件锁相环技术存在锁相误差及滤波延时的不足,笔者基于瞬时无功理论的单相锁相环技术,提出一种通过二阶广义积分器来构造正交信号的方法。并对输入电压存在直流分量的情况下,分析了正交电压分量输出的偏移情况,设计一个前馈低通滤波器后,性能有了明显的改善。最后通过在PSCAD/EMTDC中单相可控并联无功补偿(TCPC)系统仿真的基础上验证了该方案可以有效提高锁相精度并对电压畸变有较强的抑制作用,因此适用于实际的单相系统。 展开更多
关键词 单相锁相环 广义积分器 TCPC 电压畸变
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基于平均值理论的无锁相环单相电路谐波电流检测方法 被引量:17
7
作者 丁菊霞 张华俊 张秀峰 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2010年第13期26-30,共5页
为了解决谐波电流检测方法中锁相环和滤波器所引起的检测误差和延时问题,对单相电路有功电流分离法进行了深入研究,提出了一种新的谐波电流检测方法。该方法去掉了锁相环,引入了平均值理论,解决了锁相环对检测准确性和低通滤波器对检测... 为了解决谐波电流检测方法中锁相环和滤波器所引起的检测误差和延时问题,对单相电路有功电流分离法进行了深入研究,提出了一种新的谐波电流检测方法。该方法去掉了锁相环,引入了平均值理论,解决了锁相环对检测准确性和低通滤波器对检测实时性的影响,提高了检测的准确性,加快了动态响应速度。理论分析和仿真验证表明,该方法可以准确、实时地检测谐波电流。 展开更多
关键词 锁相环 平均值理论 单相电路 谐波 实时检测
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无锁相环单相任意次谐波电流实时检测方法 被引量:9
8
作者 周福林 李群湛 郭成 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第3期360-364,共5页
提出了无锁相环单相任意次谐波电流实时检测方法.将谐波电流变换成低频信号,用转换矩阵代替常规谐波电流检测方法中的锁相环,用积分均值法代替低通滤波器提取低频信号,对低频信号再通过函数逆变换,检出谐波电流,分析了该方法的检测误差... 提出了无锁相环单相任意次谐波电流实时检测方法.将谐波电流变换成低频信号,用转换矩阵代替常规谐波电流检测方法中的锁相环,用积分均值法代替低通滤波器提取低频信号,对低频信号再通过函数逆变换,检出谐波电流,分析了该方法的检测误差.仿真实验表明,提出的检测方法不受直流偏移影响,能自动跟踪系统频率,与采用低通滤波器提取低频信号的谐波检测方法相比,提高了检测精度和动态响应速度. 展开更多
关键词 单相系统 谐波检测 积分均值 锁相环
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基于单相锁相环的高压直流分相触发相位控制 被引量:14
9
作者 王子民 汪娟娟 +2 位作者 傅闯 李子林 黄梦华 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2018年第21期160-165,共6页
触发相位控制是高压直流系统控制的基础。换流器触发相位控制方式对高压直流性能的影响尤以不对称故障工况下为甚。针对传统分相触发中过零点检测抗干扰性差以及等间隔触发控制自由度低等缺点,提出一种新的基于单相锁相环的分相触发方案... 触发相位控制是高压直流系统控制的基础。换流器触发相位控制方式对高压直流性能的影响尤以不对称故障工况下为甚。针对传统分相触发中过零点检测抗干扰性差以及等间隔触发控制自由度低等缺点,提出一种新的基于单相锁相环的分相触发方案,该触发方式的锁相过程对谐波和负序电压干扰具有较强的抑制能力,能够在三相不对称工况下获得更详细的电压相位信息,减小此时各阀实际触发角的差异。最后,利用PSCAD/EMTDC对所提分相触发方式下高压直流稳态和暂态性能进行了仿真测试和分析,结果表明新分相触发对系统稳态性能无不利影响,并可有效降低交流故障恢复过程发生后续换相失败的概率,验证了该分相触发方式的优越性。 展开更多
关键词 高压直流输电 不对称故障 相位偏移 触发相位控制 单相锁相环
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无锁相环单相电路谐波及无功电流综合检测新方法 被引量:12
10
作者 吕晓琴 张秀峰 章春军 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2010年第6期45-48,共4页
提出了新的无锁相环单相电路谐波及无功电流综合检测方法。该种方法不需要锁相环电路,只需要通过构造任意初相位的基频正余弦信号,再与负载电压和电流经过相关变换后,就能分离出电压的基波分量,以及电流的基波有功分量,从而最终检测出... 提出了新的无锁相环单相电路谐波及无功电流综合检测方法。该种方法不需要锁相环电路,只需要通过构造任意初相位的基频正余弦信号,再与负载电压和电流经过相关变换后,就能分离出电压的基波分量,以及电流的基波有功分量,从而最终检测出电路的谐波与无功综合电流。在电网电压无畸变和存在畸变两种情况下分别进行了仿真。仿真结果证实其能够实现电网在有源滤波器的作用下只提供负载基波有功分量的目的,且不受电网电压畸变影响。 展开更多
关键词 锁相环 单相电路 谐波及无功 电压畸变 检测
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一种基于自适应滤波器的新型单相锁相环技术 被引量:7
11
作者 冬雷 韩劲草 +2 位作者 肖辅荣 黄晓江 廖晓钟 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第A01期155-161,共7页
单相锁相环(SPLL)是电力系统中的重要组成元件,本文提出一种新型的基于自适应滤波器的SPLL,说明了利用基于最小均方算法的自适应滤波器产生正交信号的工作原理,并提出了一种可以实现前级正交信号产生模块和后级锁相模块解耦控制的新型S... 单相锁相环(SPLL)是电力系统中的重要组成元件,本文提出一种新型的基于自适应滤波器的SPLL,说明了利用基于最小均方算法的自适应滤波器产生正交信号的工作原理,并提出了一种可以实现前级正交信号产生模块和后级锁相模块解耦控制的新型SPLL结构。因为前级模块与后级模块的解耦可以大大增加比例积分(PI)控制器的带宽,所以所提出的新型锁相环可以获得比传统单相锁相环更好的动态性能。实验结果验证了新结构的可行性。 展开更多
关键词 自适应滤波器 正交信号发生器 单相锁相环 最小均方算法
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一种无锁相环的单相电路谐波和无功电流检测方法 被引量:15
12
作者 丁菊霞 张秀峰 《继电器》 CSCD 北大核心 2006年第14期53-57,共5页
有功电流分离法是近年来出现的一种单相电路谐波和无功电流检测新方法。在电气化铁路中,电力机车是一个运行的、急剧变化的单相牵引负荷,当由其引起的电网电压波动较严重时,可能导致该检测方法中使用的锁相环处于失锁状态而无法进行准... 有功电流分离法是近年来出现的一种单相电路谐波和无功电流检测新方法。在电气化铁路中,电力机车是一个运行的、急剧变化的单相牵引负荷,当由其引起的电网电压波动较严重时,可能导致该检测方法中使用的锁相环处于失锁状态而无法进行准确检测。该文对该检测方法进行简化,提出了一种无锁相环的单相电路谐波和无功电流检测方法。理论分析和仿真证明,该方法可以实时检测出单相电路谐波和无功电流,原理简单、易于实现。 展开更多
关键词 锁相环 单相电路 谐波 无功电流 实时检测
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基于内模控制的单相锁相环研究 被引量:7
13
作者 杨根 胡国文 《电测与仪表》 北大核心 2014年第8期98-102,共5页
针对目前数字锁相环技术存在锁相精度不足和滤波延时时间长的问题,在改进瞬时无功理论锁相的基础上,提出了一种基于内模控制的方法。同时,通过二阶广义积分器来构造正交信号,并分析了当输入电压存在直流分量时,正交电压分量输出的偏移情... 针对目前数字锁相环技术存在锁相精度不足和滤波延时时间长的问题,在改进瞬时无功理论锁相的基础上,提出了一种基于内模控制的方法。同时,通过二阶广义积分器来构造正交信号,并分析了当输入电压存在直流分量时,正交电压分量输出的偏移情况,设计了一个前馈低通滤波器,系统性能改善明显。建立了一个单相可控并联无功补偿(TCPC)系统的仿真模型,仿真和实验结果表明,该方案可以有效提高锁相精度和抑制波形畸变,系统鲁棒性增强。 展开更多
关键词 单相锁相环 内模控制 瞬时无功 二阶广义积分器 TCPC
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一种改进的基于DFT鉴相的单相锁相环方法 被引量:4
14
作者 钟诚 严干贵 张泽军 《电测与仪表》 北大核心 2016年第5期7-10,21,共5页
为了改善基于DFT(Discrete Fourier Transform,DFT)鉴相单相锁相环方法的锁相速度和提高其在电网频率变化时的锁相精度,文章在常规基于DFT鉴相单相锁相环基础上进行了两点改进。一是减少锁相环中前向积分环节,PI调节器输出直接作为相位... 为了改善基于DFT(Discrete Fourier Transform,DFT)鉴相单相锁相环方法的锁相速度和提高其在电网频率变化时的锁相精度,文章在常规基于DFT鉴相单相锁相环基础上进行了两点改进。一是减少锁相环中前向积分环节,PI调节器输出直接作为相位误差信号;二是增加电压频率跟踪环节,进而调节系统采样频率,实现同步采样。仿真和实验结果验证此改进方法的有效性。 展开更多
关键词 单相锁相环 离散傅里叶变换 动态特性 频率跟踪 同步采样
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基于频率自适应滤波器的单相锁相环 被引量:5
15
作者 陈红兵 闵晶妍 《郑州大学学报(工学版)》 CAS 北大核心 2015年第2期115-119,共5页
单相电网的锁相自由度不足和电网频率变化导致相位检测存在稳态误差,针对上述问题,研究了一种基于频率自适应滤波器的锁相环.首先分析了滤波器的特性及其频率自适应机制,然后阐述了锁相环控制系统的关键参数整定方法,最后对所提的锁相... 单相电网的锁相自由度不足和电网频率变化导致相位检测存在稳态误差,针对上述问题,研究了一种基于频率自适应滤波器的锁相环.首先分析了滤波器的特性及其频率自适应机制,然后阐述了锁相环控制系统的关键参数整定方法,最后对所提的锁相环进行了仿真研究.研究结果表明:基于频率自适应滤波器的单相锁相环能够精确检测电网的相位和频率,并能有效消除因电网频率变化而导致的相位检测误差.电网含谐波电压和频率变化时的仿真结果均证明了所研究锁相环的可行性和有效性. 展开更多
关键词 频率自适应滤波器 单相锁相环 频率特性 稳态精度 截止频率
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基于递归通用信号延迟叠加算子的单相锁相环 被引量:1
16
作者 刘勇 杨涛 +2 位作者 盘宏斌 曾力 曹雷 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2022年第14期172-180,共9页
当电网电压存在谐波与直流偏移时,传统锁相环无法精确锁相。为此,提出一种基于递归通用信号延迟叠加算子的改进单相锁相环算法。该方法在锁相环前级引入递归通用信号延迟叠加算子,以产生正交信号并滤除谐波。接着在两相静止坐标系下,构... 当电网电压存在谐波与直流偏移时,传统锁相环无法精确锁相。为此,提出一种基于递归通用信号延迟叠加算子的改进单相锁相环算法。该方法在锁相环前级引入递归通用信号延迟叠加算子,以产生正交信号并滤除谐波。接着在两相静止坐标系下,构建延迟采样周期滤波器,通过将正交分量延迟两个采样周期的方法抑制直流偏移。所提单相锁相环技术能够消除直流偏移和谐波干扰的影响,快速准确地获取基波和所需的特定次谐波信息,同时具有良好的动态性能和稳定性。最后,仿真与实验结果证明了该方法的可行性。 展开更多
关键词 单相锁相环 延迟信号叠加 直流偏移 谐波分离 同步信号检测
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基于PLL频率合成器锁相环的降噪技术 被引量:12
17
作者 丁志钊 《电子测量技术》 2009年第5期44-46,共3页
随着无线通信技术的发展以及测试仪器小型化的需要,基于PLL频率合成器锁相环的应用也越来越广泛,这就提出了一个如何在此类锁相环中获得低相位噪声信号的问题。本文简要介绍了PLL频率合成器的基本概念、锁相环的噪声源以及基于频率合成... 随着无线通信技术的发展以及测试仪器小型化的需要,基于PLL频率合成器锁相环的应用也越来越广泛,这就提出了一个如何在此类锁相环中获得低相位噪声信号的问题。本文简要介绍了PLL频率合成器的基本概念、锁相环的噪声源以及基于频率合成器锁相环相位噪声的估算,在此基础上结合理论推导和工程经验提出了改善相位噪声指标的几种技术措施,包括提高鉴相灵敏度和鉴相频率、优化环路滤波器、改善电源滤波等多种手段。实践证明方法可行有效,获得的环路输出信号不但相位噪声指标满足设计要求,而且杂散信号较少且幅度很低,也为其他该类锁相环的设计和调试提供了有益的参考。 展开更多
关键词 pll频率合成器 降噪 锁相环
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基于单相锁相环无相移同步旋转滤波器的永磁同步电机无位置传感器控制 被引量:2
18
作者 兰志勇 戴珊琦 +2 位作者 李福 李延昊 罗杰 《湖南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第10期60-67,共8页
针对滑模观测器中观测值存在脉动误差及由前级低通滤波器带来的相位滞后,提出一种基于单相锁相环无相移同步旋转滤波结构.首先,基于电机数学模型建立滑模观测器,分析传统同步旋转滤波器产生相位滞后的原因;其次,省去前级低通滤波器,经... 针对滑模观测器中观测值存在脉动误差及由前级低通滤波器带来的相位滞后,提出一种基于单相锁相环无相移同步旋转滤波结构.首先,基于电机数学模型建立滑模观测器,分析传统同步旋转滤波器产生相位滞后的原因;其次,省去前级低通滤波器,经过dq变换滤除反电动势中的高次谐波与抖振,采用旋转坐标系下的单相锁相环计算转子位置和转速;最后,搭建Matlab/Simulink仿真模型,建立永磁同步电机无位置传感器矢量控制实验平台,对传统同步旋转滤波器和基于单相锁相环无相移旋转滤波器分别进行性能比较.仿真和实验结果表明所提方法相较于传统同步旋转滤波结构,跟踪性能更好,观测精度更高. 展开更多
关键词 永磁同步电机 无位置传感器控制 滑模观测器 单相锁相环 无相移 同步旋转滤波器
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三相电压不平衡下DDSRF-PLL与DSOGI-PLL的锁相误差检测与补偿方法 被引量:5
19
作者 祁永胜 李凯 +2 位作者 高畅毓 薛腾跃 游小杰 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第2期567-579,共13页
由于高渗透的分布式电源、多样化的负荷类型以及电网故障等因素,并网点三相电压不仅存在幅值不平衡,而且会出现相位不平衡现象。这种情况下,广泛应用的解耦双同步坐标系锁相环(DDSRF-PLL)和双二阶广义积分器锁相环(DSOGI-PLL)无法获得... 由于高渗透的分布式电源、多样化的负荷类型以及电网故障等因素,并网点三相电压不仅存在幅值不平衡,而且会出现相位不平衡现象。这种情况下,广泛应用的解耦双同步坐标系锁相环(DDSRF-PLL)和双二阶广义积分器锁相环(DSOGI-PLL)无法获得精确的同步信息。为此,该文在论证这两种锁相环具有理论等价性的基础上,阐释三相电压不平衡与锁相误差的内在关系,进而提出一种锁相误差的补偿方法,实现幅值和相位不平衡下的准确锁相。所提方法仅需对电压采样值进行简单计算即可获得不平衡相位和锁相误差,实现开环相位补偿,无需修改原有锁相结构,具有良好的拓展性。最后,通过仿真和实验验证了所提方法的有效性。 展开更多
关键词 三相电压不平衡 锁相环(pll) 不平衡相位检测 锁相误差补偿
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谐波畸变电网下的单相同步旋转坐标系锁相环 被引量:15
20
作者 刘华吾 孙永恒 +1 位作者 胡海兵 邢岩 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2016年第13期93-99,共7页
锁相环技术是并网变流器的核心技术之一。针对传统单相同步旋转坐标系锁相环在畸变电网下锁相精度差的问题,提出一种基于离散傅里叶变换(DFT)的高精度锁相环技术。基于DFT的锁相技术的核心问题是如何准确获取电网频率,将DFT和单相同步... 锁相环技术是并网变流器的核心技术之一。针对传统单相同步旋转坐标系锁相环在畸变电网下锁相精度差的问题,提出一种基于离散傅里叶变换(DFT)的高精度锁相环技术。基于DFT的锁相技术的核心问题是如何准确获取电网频率,将DFT和单相同步旋转坐标系锁相环相结合,利用DFT的优异选择性滤波性能和相角变换性质,从畸变电网信号中准确提取基波和生成虚拟正交信号,在同步旋转坐标系提取电网频率,实现DFT的频率自适应,最终无静差、高精度跟踪电网相位。仿真和实验结果表明,所提出的锁相环对电网电压的畸变谐波、直流偏置误差和电网频率脉动等有很好的适应性,在各种电网条件下,均能准确地跟踪电网电压相位,验证了该锁相方法的有效性和优越性。 展开更多
关键词 单相锁相环 同步旋转坐标系 离散傅里叶变换 畸变电网
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