适用于微网并网控制技术的改进型EPLL算法研究

快速准确的锁相环技术是保证并网系统安全、可靠并网的关键。针对传统EPLL的固有缺陷,设计了一种改进型EPLL算法,适用于以分布式电源为主的微网并网控制技术。首先,推导出输出电压频率和输入电压幅值之间的耦合关系,使用数学公式进行近似解耦。其次,搭建误差信号的成本函数,利用梯度下降法设计直流偏移量的估算环路,通过闭环负反馈回路消去输入信号中的直流偏置。然后,在锁相算法的所有估算环路中引入滑动平均值滤波器MAF(moving average filter),以增强控制系统的高频谐波抗干扰能力。最后,在Matlab/Simulink软件中搭建了单相锁相环算法的仿真模型,进行对比分析。仿真结果验证了所提算法的正确性和可行性。

新型全数字锁相环的逻辑电路设计

设计出一种新型全数字锁相环(enhancedphase-lockloop,EPLL)的逻辑电路。该电路基于轨迹跟踪原理实现与交流基波成分的同步,其锁相速度快,精度高。同时,为兼顾锁相速度和稳定性的设计要求,提出调节EPLL动态参数的新方法,获得具有优化结构的全数字锁相逻辑电路。锁相跟踪实验验证了该锁相环技术的性能,证实了其在提取和分析谐波方面的有效性。

非稳态谐波和间谐波检测的新方法

提出了一种非稳态谐波、间谐波检测的新方法。该方法基于零差算法与增强型锁相环(enhanced phase-locked loop,EPLL)算法。零差算法具有计算量少、性能稳定的特点,利用参考信号对输入信号进行调制,从而得到非稳态谐波分量。根据输入信号预处理得到的间谐波分量频率范围设置EPLL算法的角频率初始值,以提高对间谐波分量的检测效率。采用多单元并行结构实现了对非稳态谐波、间谐波分量的同时检测。仿真结果表明,该方法能扩大EPLL算法中信号参数调节因子的取值范围,快速、准确检测出非稳态谐波、间谐波分量,有效抑制噪声干扰以及各频率分量之间的相互干扰。

用于谐波、间谐波在线监测的时频混合方法

为了检测靠近基波和谐波的间谐波,提出了一种时频混合方法来分析谐波和间谐波。首先在时域上通过并联的加强锁相环结构进行基波与谐波检测,该结构通过主锁相环测量幅值较大的基频分量,并将测得的基频输入到并行的子锁相环结构以完成对各谐波分量的分离;然后在频域上对分离所得的只含间谐波的信号使用插值快速傅里叶变换的方法进行分析,能在排除基波与谐波频谱泄漏影响的情况下得到靠近基波和谐波的间谐波的精确参数。在LabVIEW上实现了基于所提方法的谐波、间谐波在线监测平台,仿真和实验证明了所提方法的有效性。

基于变动频率滤波的新型数字锁相环

提出了一种应用于单相并网系统中的基于变动频率滤波原理的优化型数字锁相环,并加入了频率控制以及初始相位角定位等模块。在保留了现有优化型锁相环结构简单,灵敏度高,动态响应快等优点的前提下、解决了其存在的抗谐波干扰能力差,频率超调大等问题。利用Matlab软件对电网电压幅值、频率和相位角的突变、谐波注入等参数变化的影响做了仿真研究。在此基础上,搭建了以TMS320F2812 DSP为控制核心的实验装置,仿真验证和试验结果证明了该方法的可行性。