无直流分量干扰的自适应锁频环同步优化方法.PDFVIP

北 京 航 空 航 天 大 学 学 报 Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics jbuaa@ DOI ：10.13700/j.bh.1001-5965. 2016.0672 无直流分量干扰的自适应锁频环同步优化方法 * 刘玉芝, 张鑫宇，卞建鹏，胡立强 （石家庄铁道大学 电气与电子工程学院，石家庄 050043 1) 摘 要：电网同步是提高并网换流器故障穿越能力的关键技术之一。为实现电网不平衡下换流 器快速准确的并网跟踪，提出一种改进的一阶广义积分器锁频环(first order generalized integrator based on frequency-locked loop ，FOGI-FLL)方法。建立并网换流器数学模型，分析了不平衡电网下的正负序分离 原理并给出了正负序基频分量分离简化结构，讨论了简化结构中一阶广义积分器核心模块的实现方法； 在FOGI 滤波结构上进行了改进，增加了可以消除直流分量干扰的积分补偿环节。仿真结果表明了所提 方法在电网电压不平衡环境中可以实现高性能的同步跟踪效果。 关 键 词：电网同步; 并网换流器；一阶广义积分器；锁频环 中图分类号：TP29 ；TM615 文献标识码：A 文章编号：1001-5965 （XXXX ）XX- XXXX-XX 并网同步是新能源发电系统通过换流器允许 generalized integrator frequency-locked loop, 接入电网的基本条件之一。同步即保证换流器输 DSOGI-FLL) ，该方法使得同步过程不再受电网畸 出电压与电网电压频率相同、相角相同和幅值相 变相位的干扰，锁频环能够快速地估计到电网基 同。锁相环（phase locked loop ，PLL ）被广泛应 波频率，提高了电网电压正负序分离的相位/频率 [1-2] 用于并网同步方案中 。 跟踪能力。为了简化 DSOGI 分离电压正负序分 理想的 PLL 应该在电网电压扰动的情况下 量的结构，文献[8]和[9]提出一种降阶的广义积分 仍然能够准确和快速地跟踪到电网基波相位信 器 (reduced order resonant controller , ROR)，该方 号。三相电网与单相电网不同之处在于，三相电 法利用极性频率选择性特点，正负序分离结构输 网存在电压不平衡情况，本质原因为存在负序扰 入、输出端的传递函数由实部二阶降为虚部一阶， [3-4] 动 。因此，如何消除负序干扰、提高对电网正 简化的滤波环节明显提升了电压正负序分离速 序分量的跟踪能力成为当前研究的热点。开环 度。然而该方法利用PLL 跟踪电网相位，对电网 PLL 常用过零检测原理，具有方法简单、实现容 电压不平衡引起的相位跳变仍然很敏感，且一阶 易特点，但是该方法需要计算反三角函数获得相 复数滤波环节无法消除电网存在直流分量。 位角，响应延迟长，且对谐波和负序分量干扰敏 综合文献[7]和[8-9]各自的优势并考虑消除 [5] 感，畸变电压下无法准确锁相 。闭环PLL 主要 电网直流分量干扰，本文提出一种改进的一阶广 采用基于同步旋转坐标系实现同步跟踪。如文献