基于改进型SOGI-FLL的单相并网逆变器电压控制方法

针对常规基于二阶广义积分发生器的锁频环(second-order generalized integrator based frequency locked-loop,SOGI-FLL)在单相并网逆变器电压控制中对直流及谐波分量抑制能力不足,从而引起输出电压频率、相位振荡的问题,提出一种基于改进型SOGI-FLL的单相并网逆变器电压控制方法。该方法在常规SOGI-FLL控制的基础上,在电压信号输入端加入级联型谐振滤波环节来消除谐波分量;同时引入直流控制环节,借助输入电压误差估计值来消除直流分量,达到电网电压频率和相位快速跟踪效果,从而实现电压的自适应控制。使用MATLAB及RT-LAB硬件在环半实物平台,在频率突变、含直流分量及谐波分量的非理想电网环境中,对二阶广义积分器锁相环、双二阶广义积分器锁频环与改进型SOGI-FLL 3种控制方法进行仿真及实验。结果表明,所提改进型SOGI-FLL控制方法在消除直流及谐波干扰的同时,能在0.025 s内实现频率锁定,且频率偏差小于2%,可增强系统对非理想电网信号的适应能力,实现并网电压的快速跟踪,具有良好动态性能。

基于SOGI的船用永磁同步电机谐波电流抑制方法

文章针对船用永磁同步电机中存在的谐波电流问题,提出了一种基于SOGI的谐波电流抑制方法。该方法通过对电网电流进行SOGI变换,得到了电流中的谐波分量,并采用PI控制器对谐波电流进行补偿。最后,通过仿真和实验验证了该方法的有效性和优越性。

基于SOGI高频方波电压注入的永磁直线同步电机无感控制

针对永磁直线同步电机的无感控制技术,为了解决传统高频方波注入法无法准确定位转子位置和转速的问题,提出了基于SOGI高频方波电压注入的无感方法。与传统的高频方波电压注入法不同,为了得到更好的高频电流信号,采用二阶广义积分器提取响应高频电流信号,采用正交锁相环解决反正切函数没有反馈直接放大噪声的影响。为证明无感控制技术的有效性,用Simulink进行了仿真验证。结果表明,基于SOGI高频方波电压注入的无感方法大大降低了误差,缩短了调节时间,提升了响应时间。

一种基于双定频SOGI与交叉补偿的三相锁相环设计方法

基于频率自适应二阶广义积分器(second-order generalized integrator,SOGI)的锁相技术因其具有良好的滤波性能,常与滑模观测器(sliding mode observer,SMO)相结合来解决电网电压存在的直流偏置、频率偏移以及相位跳变等问题。针对常规的频率自适应SOGI锁相环(phase-locked loop,PLL)的前级SOGI与后级PLL之间存在频率耦合导致锁相环的动态性能较差的问题,提出了一种基于双定频SOGI与交叉补偿的锁相环设计方法。所提方法采用定频SOGI代替频率自适应SOGI,消除了前级SOGI与后级PLL之间的频率耦合。同时设计了一种电网电压交叉补偿的方法,该方法能够精准地对电网电压相位和幅值进行同时补偿,改善了传统的补偿方法需将幅值和相位单独补偿的缺点。并详细推导了常规的基于频率自适应SOGI锁相环和所提基于定频SOGI的锁相环的小信号模型,并证明了所提出的PLL稳定性更高。最后,在不同电网电压工况下,通过对比实验研究验证了所提方法的有效性。

基于SOGI-FLL的可变功率因数低压单相交流电子负载研究

为了克服传统无源负载无法修改参数的缺陷,背靠背拓扑的单相交流电子负载应运而生。但在低压小功率实验场合,电网电压容易受到谐波电流影响而畸变。为此,提出一种基于二阶广义积分器锁频环(SOGI-FLL)的可变功率因数控制策略。采用SOGI-FLL提高对畸变电网电压的锁相精度,获得基波分量和正交分量,并在此基础上设计了功率因数连续可调的控制方案;通过整流侧和逆变侧功率因数角协同控制,来减小直流母线波动。实验结果表明,设计制作的单相低压交流电子负载能够分别模拟容性、阻性和感性负载,功率因数在0.5~1.0范围内连续可调。

基于SOGI的光伏并网逆变器锁相环的优化研究

在宁夏的中东部地区,风光资源良好,大量光伏电站以及风电场并入大电网,促进风光资源的有效利用与开发。随着新型光伏材料的出现,成本不断降低,转换效率不断提高,光伏并网得到大量推广。为实现光伏并网逆变器的快速并网,针对单级式光伏并网逆变器锁相环进行研究,分析传统的锁相环因存在1/4周期的延迟,导致跟踪性及动态响应不佳,提出了基于二阶广义积分器(Second Order Generalized Integrator,SOGI)的锁相环并进行对比分析,将SOGI引入后,提高了并网逆变器的并网效率和动态响应,对于光伏并网逆变系统具有一定的研究意义。

基于SOGI的MMC环流抑制策略研究

MMC(Modular Multilevel Converter)具有高度对称的子模块级联结构,输出波形质量好,被广泛应用于高压直流输电等场合。MMC环流的存在会加剧桥臂损耗,使桥臂电流发生畸变,产生高次谐波分量,严重破坏电能质量。针对该问题,文中采用基于SOGI和直流积分器相互配合的多谐波滤波器提取环流的交流成分的方法,通过3个准PR(Proportional Resonant)控制器并联组成的新环流抑制器对环流进行抑制。在MATLAB/Simulink中搭建了11电平的MMC逆变仿真模型进行仿真实验,结果表明文中所提控制策略能够有效地完成对系统的控制。与传统环流抑制方法对比,文中所提方法的环流抑制效果更加明显,电容电压波动范围降低大约60%,证明了文中所提控制环流控制策略的正确性和有效性。

基于SOGI-PLL载波移相的机车谐波抑制技术

为了抑制机车四象限脉冲整流器在网侧产生的高频谐波,防止车网发生高次谐波共振,提出一种基于二阶广义积分器锁相环SOGI-PLL(second-order generalized integral phase-locked loop)载波移相控制策略。将锁相环输出的电网相位作为同步基准信号,针对网压频率异常波动,快速同步校正PWM载波周期,保证了各单元之间移相角的准确性,获得最优谐波对消效果。同时,该策略对电网谐波和幅值异常跳变不敏感,具有良好的抗干扰性和自适应性。最后通过半实物仿真和地面联调试验,验证了该策略的可行性和对谐波抑制的有效性。

基于单相光伏逆变器的新型频率自适应复合SOGI锁相技术

锁相环技术对实现大规模新能源系统的并网运行起着重要作用。文章基于对双重SOGI的研究,提出了一种新型频率自适应复合SOGI结构,解决了传统二阶广义积分器信号处理能力差和跟踪性能差的缺陷,提高了SOGI的自适应能力和抗扰动能力。与常规锁相技术相比,此结构在电网电压畸变严重和频率波动的情况下,依然具有精确锁相的优越性能。经过仿真和实验进行系列对比,结果验证了提出的新型结构具有良好的信号处理能力和跟踪性能。

电网电压不平衡时基于二阶广义积分器SOGI的2倍频电网同步锁相方法

为了实现逆变器在电网电压不平衡时的控制并网,提高锁相环节的速度和精度,本文基于二阶广义积分器(second order generalized integrator,SOGI),提出一种新型的2倍频锁相方法,该方法对不平衡电网电压产生的2倍频交流量进行锁相,从而快速准确地实现与电网同步。介绍了2倍频正负序交流量提取方法,2倍频锁相工作原理及电网同步锁相过程。优化了SOGI正交发生器(SOGI-quadrature signal generator,SOGI-QSG),消除了输入电压直流偏置对其输出产生的影响。在电网电压不平衡条件下对所提方法进行了仿真与实验,验证了该锁相方法的有效性。与传统基波锁相方法相比,所提方法提高了对电网电压正序分量检测的快速性和准确性。

基于改进SOGI-PLL的电压同步信号检测技术

针对存在直流量、谐波畸变、不对称等情况对电网电压同步信号检测的干扰问题,文中分析了传统SOGI-PLL的结构原理,并在原结构具有一定抗不对称干扰能力的基础上优化SOGI结构,在原有正交发生模块加入求差节点,消除直流偏置影响,并构建了前置次谐波级联模块滤除干扰程度较大的特定次谐波,增强了系统在复杂电网情况下锁相稳定性.最后通过Matlab/Simulink在电压检测信息进行多种干扰量的综合仿真研究,结果表明改进SOGI-PLL结构在电压同步信号干扰较多时仍有很好的检测性能.

基于光伏并网系统的单相SOGI-PLL技术研究

针对光伏并网系统中传统SOGI-PLL在运行时因电网电压出现波动而导致输出角频率中含有基波二倍频谐波的问题,在分析二阶广义积分器锁相环的原理和结构的基础上,采用前馈滤波器消除电网电压计算和AD采样延时,并在环路滤波器前引入改进的陷波滤波器来消除二倍频谐波。Matlab仿真结果表明该改进的控制策略能有效地衰减前馈电网电压引起的谐波,并在电网频率跳变的非理想电压情况下快速锁定电压相位、保持良好的锁相精度,能进一步改善光伏并网逆变系统的控制效果。

基于改进SOGI的三相正序电流的提取

传统二阶广义积分器(SOGI)的方法可实现α、β分量的提取,但在电网电压不平衡且含有谐波分量、直流分量的情况下,SOGI的提取精度降低,直接影响对基波正序有功、无功电流的检测。为提高传统SOGI的抗直流偏移干扰能力,提出一种基于改进的SOGI的三相电流正序、负序提取算法,不仅消除了三相电压不平衡以及谐波分量对电流的影响,同时消除网侧直流分量影响。仿真结果验证了所提方法的有效性。

基于SOGI-FLL-WPF的磁悬浮多跨转子不对中振动检测

为解决磁悬浮多跨转子不对中振动检测问题,首先,建立磁悬浮转子系统动力学模型及联轴器不对中模型;其次,基于多跨转子力学模型模拟转子不对中振动状态,并采用二阶广义积分-锁频环(second order generalized integrator-frequency locked loop,SOGI-FLL)对振动信号进行转速辨识;然后,将转速辨识信息输入至SOGI进行转速同频陷波,进而利用带预滤波器的SOGI-FLL (SOGI-FLL with prefilter,SOGI-FLL-WPF)对陷波后的信号进行磁悬浮多跨转子不对中振动检测;最后,通过磁悬浮多跨转子定速和升速状态下的仿真计算,验证了本文提出多跨转子不对中振动检测方法的可行性.实验结果表明:由转子不对中引起的转速二倍频振动信号可被快速辨识出幅值和频率,可为磁悬浮多跨设备的应用奠定基础.

基于双输入SOGI-FLL的单相电网电压同步新算法

研究SOGI-FLL锁相系统受到自身结构制约而无法实现快速响应的原因。提出在其基础上加入一个与原输入差90°相位的新输入端,从而形成双输入SOGI-FLL(dual-input SOGI-FLL,DISOGI-FLL)的锁相结构。通过数学分析和比较,DISOGI-FLL的动态特性相比原系统有了质的提升。针对单相电网和故障情况作相应修改和扩展,进而使其在电网正常或受到谐波干扰时均可快速准确跟踪电网基波和谐波幅值和频率,并产生相应虚拟正交信号,实现电网电压同步。最后,通过仿真和实验验证了所提算法的快速和有效性。

基于DSOGI-PLL的指定次谐波检测研究

针对三相电压不平衡、谐波或畸变条件下,传统锁相环不能获取准确的基波正序电压相位,提出了一种基于双二阶广义积分器锁相环(DSOGI-PLL)方法。该方法通过构造二阶广义积分器(SOGI)的90°移相系统来实现正负序分离,从而达到准确获取相位的目的。经理论分析,然后通过Simulink仿真且与传统锁相环对比的方法从而验证该锁相环方法的准确性和有效性。并将此锁相环应用于指定次谐波检测,通过多组不同旋转频率的同步d-q变换及相应反变换将指定次谐波快速准确的分离出来。

基于改进DSOGI-FLL的并网变流器多谐振解耦网络同步方法

电网电压基频正序分量相位和幅值的准确检测是三相并网变流器稳定运行的重要保证。针对传统单同步旋转坐标系锁相环在畸变或不平衡电网下锁相精度低的问题,文中利用双二阶广义积分器锁频环(DSOGI-FLL)设计了一种多谐振解耦网络的电网同步方法。首先,分析了二阶广义积分器锁频环自适应提取电网电压基波和频率的原理;其次,详细分析了不平衡电网下DSOGIFLL的锁频响应特性,提出将负序电压分量考虑在内的增益标准化线性模型,以提升其在不平衡电网下的锁频性能;然后,设计了以DSOGI-FLL为基础的多二阶广义积分器谐振解耦网络,实现畸变及不平衡电网下基波电压信息的准确获取。仿真与实验表明,该方法在电网电压畸变或不平衡情况下均能准确获取电网电压基频正序分量的相位和幅值信息。

基于SOGI和FLL的感应电机磁链观测器设计

准确的磁链估计是实现高性能感应电机驱动的重要环节。设计了一种基于二阶广义积分器(SOGI)和锁频环(FLL)的新型磁链观测器以获取较好的磁链预测效果。不同于纯积分器和低通滤波器SOGI用于对电机反电动势积分,它可以避免由初始条件或直流偏置引起的饱和。新型磁链估计器不需要额外的幅值和相角补偿,并在采用多个SOGI和FLL配置后显著提高了电机低速下的磁链估计性能。最后,通过实验对磁链观测器的效果进行了验证。

基于SOGI的无功补偿控制器研究

本文通过使用广义二阶积分器锁相环替代传统的过零比较锁相提取电流、电压中的相位,并通过特定的运算求出补偿量,该算法可以在谐波含量大和有突变得情况下,快速准确的检测到电流、电压的相位。此外,使用无功功率和功率因数复合的控制方式,改进传统功率因数控制带来的临界震荡的现象。

基于改进SOGI-QSG的频率自适应锁相环

针对双二阶广义积分锁相环(dual second-order generalized integrator phase locked loop,DSOGI-PLL)在不平衡电网下锁相效果不理想的问题,提出了一种改进二阶广义积分正交信号发生器(second-order generalized integrator quadrature signal generator,SOGI-QSG)的频率自适应锁相环,来提高并网电流在不平衡电网下的并网质量。改进SOGI-QSG能够很好地滤除直流分量,同时加入了频率自适应功能,再通过级联谐振滤波器来消除奇次谐波对并网的影响,最后对q轴的正序分量进行锁相。在Simulink中对基于改进SOGI-QSG的频率自适应锁相环进行了仿真,结果表明:在电网电压单相跌落或频率出现微小波动时,基于改进SOGI-QSG的频率自适应锁相环比DSOGI-PLL有更好的锁相效果。