计及锁相环动态特性的逆变电源双向故障诊断方法

为准确诊断逆变电源故障,提出一种计及锁相环动态特性的逆变电源双向故障诊断方法。考虑到锁相环动态特性,采用时域分析法对逆变电源信号的故障特征参量进行描述,同时对故障信号电压相位进行变换;然后利用对称分量理论确定瞬时值以诊断逆变电源双向故障。实验选择并联逆变电源故障作为测试对象,按照开路故障、短路故障以及负载电阻故障形式进行划分,分别诊断不同故障下的电压数据的波峰系数。实验结果表明,所提方法检测出的波峰系数与正常态波峰系数范围(1.63,1.68)、VT_(1)开路波峰系数(1.80,2.10)、VT_(2)开路波峰系数范围(1.91,1.95)、VT_(2)短路波峰系数(1.65,1.70)、负载电阻开路波峰系数(1.90,1.92)基本一致。证实了所提方法可以实现故障电压波峰数据的精准判断,具有应用价值。

计及锁相环动态特性的逆变电源故障暂态电流解析

现有的逆变电源交流送出侧短路故障分析研究针对暂态期间控制系统非线性控制环节的影响缺乏定量考虑,因此难以保证暂态电流的解析精度。为精确刻画逆变器故障暂态特征,提出了一种计及锁相环(phase-locked loop,PLL)输出动态特性的逆变电源故障暂态电流解析方法。首先详细分析了锁相环故障暂态特征及其对电流环动态特性的影响,其次针对PLL输出角频率与工频补偿角频率存在静态误差的情况,提出基于复数域形式解耦的数理方法,分析该场景导致dq耦合下的暂态电流。进一步基于时间断面分段描点实现了考虑PLL非线性动态输出影响下的暂态电流解析。相较于现有未考虑PLL动态特性的逆变电源故障暂态解析方法,所提方法详细揭示了逆变电源故障暂态期间PLL非线性动态输出对暂态电流的影响机理,刻画了逆变器故障暂态电流的欠阻尼特征及振荡衰减特性。仿真结果与现场录波数据均验证了所提方法的有效性及准确性。

弱电网下考虑锁相环影响的并网逆变器改进控制方法

由于电网阻抗的存在,并网逆变器的控制系统与电网阻抗相互耦合,弱电网条件会影响并网逆变器的稳定性。并网逆变器控制系统中通常使用锁相环来获取电网同步信息,其动态特性是影响系统稳定运行的关键因素。分析弱电网情况下锁相环输出对系统稳定性的影响,在此基础上提出一种提高系统稳定性的控制方法。在同步旋转坐标系下建立了包括电流环、锁相环和滤波器等环节的三相并网变换器阻抗模型,分析不同电网阻抗和锁相环带宽与并网逆变器稳定性的内在联系。结合阻抗模型中系统电压通过锁相环对电流环的影响,提出一种改进的前馈控制方法来减小锁相环输出影响,前馈环节中包括系统电压、锁相环动态特性和滤波器等环节。分析表明,改进的控制方法能够有效提高并网逆变器在弱电网条件下运行的稳定性。实验证明了所提方法的正确性。

动态电压恢复器锁相技术和控制策略的研究

研究了所使用的过零比较、软锁相(SoftPhaseLockedLoop,简称SPLL)、最小二乘法等多种锁相技术和同相位补偿和非同相位补偿的DVR控制策略,比较分析了其各自的原理和特点。通过实验验证了所提出的锁相技术和控制策略。

三相LCL型并网逆变器d-q阻抗建模

分布式发电系统中,多个并网逆变器与配电网之间的动态交互会导致系统不稳定,采用阻抗分析法能够有效分析该问题。在d,q坐标系下对三相LCL型并网逆变器进行小信号阻抗建模,考虑并网逆变器主电路、锁相环(PLL)以及控制环路之间的联系,适用于多逆变器配网系统的稳定性分析。最后,通过与实验阻抗测量结果进行对比,验证了该方法的正确性。

基于数字化直接线性相位比对新型动态锁相环

针对传统锁相环的鉴相都是在两信号同频或者频率成整倍数关系的条件下进行,必须利用一定的频率变换电路处理频率信号而产生鉴相频率与频率转换时间之间的矛盾问题,研究了一种动态锁相环技术。该技术能在环路中的频率变换电路的变频系数不变的情况下实现一种输出频率可微调的锁相环。设计环路中的鉴相器部分能高分辨的测量出输入的两不同频信号的相位差,环路工作时控制器部分能根据实际求得的相位差变化率以及理论上两不同频信号(参考信号和输出信号)的相位差变化率,利用一定的算法生成一个控制电压并实现环路锁定。实验结果表明,新型动态锁相环可以通过0.1 ps相位调整分辨率实现对输出频率优于μHz量级的精细调整,调整范围可达Hz量级。

2.5Gb/s 0.18μm CMOS Clock and Data Recovery Circuit

A 2.5Gb/s clock and data recovery （CDR） circuit is designed and realized in TSMC＇s standard 0.18/μm CMOS process. The clock recovery is based on a PLL. For phase noise optimization,a dynamic phase and frequency detector （PFD） is used in the PLL. The rms jitter of the recovered 2.5GHz clock is 2.4ps and the SSB phase noise is - 111dBc/Hz at 10kHz offset. The rms jitter of the recovered 2.5Gb/s data is 3.3ps. The power consumption is 120mW.

变流式新能源机组的次/超同步振荡、小扰动同步稳定性与阻抗模型分析

变流式新能源机组并网后可能引发次/超同步振荡。随着运行工况、电网强度和变流器控制参数的变化,次/超同步振荡频率可能逐渐接近工频,变为小扰动同步失稳引发的功率低频振荡问题。该文首先比较了次/超同步振荡和小扰动同步失稳的基本特征,指出用于次/超同步振荡分析的阻抗模型方法同样可用于分析小扰动同步失稳问题。然后,通过数学推导证明了对于同一变流式新能源机组并网系统,基于锁相环(phase-locked loop,PLL)动态方程分析和基于频率耦合阻抗模型分析的等价性,进一步为阻抗模型方法分析小扰动同步稳定性奠定理论基础。最后,通过时域仿真验证了阻抗模型方法分析变流式新能源机组小扰动同步稳定性的准确性。