三相電壓不平衡條件下鎖相環(huán)的設計與實現(xiàn).pdf

1、為了保證并網(wǎng)逆變器、靜止同步補償器等電力電子裝置在三相不平衡、畸變或電壓突降條件下正常工作,要求必須研究使用高性能鎖相電路跟蹤檢測技術,能夠快速、準確地鎖定正序基波電壓相位。本文針對三相電壓不平衡等現(xiàn)象研究了鎖相環(huán)的設計及實現(xiàn),主要包括以下幾方面:首先,介紹了課題研究的背景及意義,并對鎖相環(huán)的工作原理、種類及其發(fā)展狀況作了較為全面的綜述,總結(jié)了并網(wǎng)變換器對鎖相環(huán)技術的基本要求。其次,在分析基于單同步參考坐標系的軟件鎖相環(huán)(SSRFSPL

2、L)的結(jié)構(gòu)和工作原理的基礎上,建立其數(shù)學模型,分析系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)及動態(tài)性能,給出畸變電壓下系統(tǒng)的追蹤誤差,并利用PSCAD/EMTDC軟件對其進行仿真研究,結(jié)果顯示該鎖相環(huán)在三相電壓不平衡時鎖相精度不理想。再次,根據(jù)電壓不平衡條件下基于解耦雙同步參考坐標系的軟件鎖相環(huán)(DDSRFSPLL)的設計思想,推導出雙同步參考坐標系下正負序電壓的解耦關系式,進行了多同步參考坐標系下正負序電壓的解耦網(wǎng)絡分析,建立了能夠準確、快速地鎖定正序電壓的DDSR

3、FSPLL結(jié)構(gòu)模型。仿真結(jié)果表明該方法能有效抑制輸入電壓的不平衡擾動,保證了鎖相環(huán)的高性能輸出。然后,介紹基于對稱分量法的單同步坐標系鎖相環(huán)(EPLL-SSRFSPLL)的工作原理,利用增強型鎖相環(huán)和計算單元提取正序分量,建立EPLL-SSRFSPLL的結(jié)構(gòu)模型,研究動態(tài)參數(shù)對其性能的影響,仿真驗證了該鎖相環(huán)在電壓畸變時具有良好性能。最后,設計了三相交流電壓檢測和調(diào)理電路及鎖相輸出電路,選用C8051F410單片機作為控制單元,搭建了鎖