关于新型全数字锁相环的同步倍频技术.pdfVIP

第30卷第2期 电力自动化设备 V01．30No．2 Aut{)mation 201 0年2,El Electri(‘Power EquipmPnt Fe}，．201 0@ ●■■■■——————■■●■■■■———■■■—■——■■—●———■●—————●—■■■———————■■■——●—■■●■●■■—■●■■■■■■●——■——●———■——■■■■●●———●——●■———■—■●●●●———■●一-II●■一 基于新型全数字锁相环的同步倍频技术 张志文。曾志兵，罗隆福，王 伟，郭 斌，王承林 (湖南大学电气与信息工程学院，湖南长沙410082) 摘要：为了实时跟踪电网频率的变化。提高直流输电系统中换流器触发脉冲控制精度，提出了一种基于新 型全数字锁相环的同步倍频技术。该新型数字锁相环在传统数字锁相环的基础上加入了自适应模值控制 模块．大幅提高了锁相速度和精度。在此基础上，利用近似补偿方法设计出的同步倍频模块能在高精度要 求下对电网频率同步任意倍频，给换流器触发控制系统提供精准的时钟基准。提高相位控制精度。削弱换 全数字锁相环的同步倍频装置．并通过软件仿真和实验测试验证了该技术的正确性和优越性。 关键词：全数字锁相环：同步数字倍频；脉冲发生器：直流输电：FPGA 中图分类号：TN911。8 文献标识码：A 近似补偿的设计方法．可实现对输入信号的任意倍 0引言 频。该基于新型全数字锁相环的同步倍频技术能够 实时跟踪电网频率变化．对电网频率锁频锁相．并对 直流输电系统控制和调节的基础是控制换流器 电网频率实现准确同步6倍频脉冲输出．为换流器 控制极(栅极)触发脉冲的相位。换流器控制极触发 触发控制系统提供间隔均匀的准确同步脉冲信号． 系统主要由相位控制电路、触发脉冲发生装置和若 干调节器等构成[1_lo]。其中．相位控制电路是影响整个以有效抑制换流器产生的非特征谐波。该技术利用 先进的数字可编程逻辑器件FPGA(现场可编程门阵 换流器控制触发系统的关键部件。 电力系统中电网的频率并不是固定不变的。 硬件描述语言进行全数字化设计．并通过软件仿真 一般情况下。电网频率以50Hz为中心。在±1％(即 49．5～50．5Hz)范围内波动。所以。在三相桥式整流电 和实验验证了该技术的正确性。 路中．要产生间隔为600的触发脉冲应对电网频率 1 基于全数字锁相环的新型同步倍频技术 进行实时跟踪．动态调整各触发脉冲的间隔。在工程 上对频率进行实时跟踪常常要利用到锁相环技术。 基于全数字锁相环的新型同步倍频技术的原理 传统锁相环主要包含鉴相器、环路滤波器、可控振荡 框图如图1所示。 器和M分频器几个部分[¨．-引。本文介绍一种改进型 1．1全数字锁相环 全数字锁相环．该全数字锁相环中自适应模值控制 全数字锁相环采用反馈环路设计．能够实时跟 模块能够根据动态调整锁相环参数．通过软件仿真 踪电网频率变化．并对其锁频锁相。整个环路运行时 对比．证明该新型数字锁相环较传统数字锁相环锁 钟频率达到兆赫兹．具有响应速度快、精度高、稳定 相速度明湿提高。在该全数字锁相环基础上加入同 可靠等优点。矗为电压正弦波形经过滤波和过零检 步倍频模块。该模块针对不同的倍频参数特点提出 测模块后的方波信号，其频率和电网频率相同。厶为