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。

两相静止坐标系下基于改进型双二阶广义积分器的锁相环控制策略

由于分布式新能源和多样化负荷广泛接入电网,传统基于单同步旋转坐标系的锁相环(SRF-PLL)结构在复杂工况下无法准确地跟踪电网相位、频率等参数,因此本文提出一种在两相静止坐标系下基于改进型双二阶广义积分器(DSOGI)的锁相环控制策略。首先,采用级联谐振滤波器处理低频段奇次谐波,在二阶广义积分正交信号发生器(SOGI-QSG)的基础上添加直流偏置滤除支路,在消除直流扰动、实现正负序电压解耦分离的同时,优化对高频段谐波的抑制;然后,构建αβ锁相环(PLL)结构,基于小信号控制模型优化动态响应性能,提高锁相精度;最后,通过Matlab/Simulink仿真对比,证明了改进型锁相环控制策略的有效性。

一种基于坐标变换的剩余电流提取方法

从安规角度分析了非隔离型光伏并网逆变器系统中普遍存在的共模电流问题,并将其分解成漏电流和剩余电流。以全桥电路为例建立了共模电压回路分析模型,并探寻影响漏电流和剩余电流大小的因素及其两者的特征。根据两者的特征提出一种基于坐标变换的提取方法,同时因为该方法需要构建虚拟垂直信号,所以引入一种基于二阶广义积分器的正交信号发生器(Second-order Generalized Integrator Quadrature Signals Generator,SOGI-QSG)完成信号处理。实验证明:该方法能精确计算各种成分,并能自适应于电网频率,具有实用价值。

一种降低电网谐波影响的单相自适应锁频方案

随着分布式发电的发展,在单相光伏场景中性能可靠的电网同步技术是实现逆变器高效并网的重要前提。提出了一种有效的单相自适应锁频算法,该算法主要由1个级联的二阶广义积分正交信号发生器SOGIQSG(second-order generalized integrator-quadrature signal generator)和1个简单可靠的频率自适应控制器组成。理论分析表明,级联SOGI-QSG结构具有良好的滤波性能,可以改善谐波含量高的电压信号。在电网遭受频率波动时,所提出的频率自适应控制器可以快速跟踪电网频率的瞬时变化。仿真和实验验证了所提方案的可行性和有效性。

一种具有电能质量调节功能的单相并网逆变器

建立了基于LCL滤波的单相并网逆变系统。联系逆变器与有源滤波器的特点,提出了一种新的并网发电时兼具无功补偿及谐波补偿功能的并网逆变器复合控制策略。首先,分析了并网逆变器系统结构与模型,采用准比例谐振(Quasi-Proportional Resonant,PR)控制器及多个谐振控制器相结合的方法,分别实现了对含无功补偿电流的并网基波电流及谐波补偿电流的控制;然后,提出了基于二阶积分正交信号发生器(SOGI-QSG)原理与瞬时无功功率理论的复合控制指令电流计算方法;最后,通过仿真实验验证了文中所提控制策略的有效性。

ANPC光伏逆变器的并网研究

通过对ANPC光伏逆变器在不平衡电网下的并网进行研究。以有源中点箝位型(ANPC)三电平逆变器为平台,在传统虚拟磁链定向的电流矢量控制(VFOC)的基础上,引入电容电流构造一个具有负谐振峰值的陷波器,且锁相环(PLL)在SOGI-QSG的基础上进行了改进并引入锁频环(FLL)。对比系统引入陷波器前后的Bode图,发现在VFOC的基础上引入电容电流并构成陷波器后能抵消LCL滤波器产生的正谐振峰值,提高了系统的稳定性和鲁棒性;在Simulink中搭建了10 kW的并网逆变系统,发现在改进PLL中引入FLL,当电网频率出现微小波动时能快速实现锁相,具有频率自适应能力。在不平衡电网下该系统整体并网效率和质量良好。

三相并网逆变器软件锁相技术的研究

通过介绍锁相环的发展现状引出主题思想——软件锁相环,进而提出SOGI-QSG的改进方案。

单相αβ PLL方案中正交信号发生器的性能比较

在电网同步技术中,PLL方案得到广泛推广。为了有效降低传统dq PLL方案因坐标变换带来的运算量,很多αβPLL方案被相继提出。考虑到在单相应用场合中通常借助正交信号发生器来产生αβ坐标系下的电压分量,因此正交信号发生器的工作性能直接影响到PLL输出结果的准确性。针对现有的几种正交信号发生器,主要从谐波抑制和直流分量消除两方面进行了具体的性能比较,并通过仿真结果做出验证。