电网故障时功率变换器并网同步策略

杨明， 周林， 章治国

(重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室，重庆 400030)

0 引言

近年来，风能、太阳能等可再生能源迅猛发展，在连接电力电子装置实现并网发电控制中，最重要的问题之一就是如何保持与并网公共点电网电压的同步［1］。虽然在正常运行条件下，电网电压三相平衡且畸变较小，但是当电网出现短路、断线等故障时，或者由于非线性负载的影响，临近电网故障点的并网电压很容易出现三相不平衡、电压畸变等异常运行情况［2－3］。因此，在这种情况下，如何提取电网电压的幅值与相位等信息［4－5］，保证功率变换器与电网电压的正确同步，保持并网发电不间断，保证并网电能质量，就显得尤为重要。

传统的单相锁相环［6］(phase － locked loop，PLL)一般是比较输入信号与PLL输出的相位差，通过闭环控制来完成信号的同步。在三相系统中，基于同步参考系的PLL(synchronous reference frame PLL，SRF－PLL)，在分布发电、不间断电源、有源电力滤波器［7］等领域中得到了广泛的应用。理想三相平衡条件下，传统的SRF－PLL能够快速准确的提取出电网电压的幅值与相位等信息，用于保持并网同步。但是当电网故障时，电网电压中将出现正序、负序、零序及其各次谐波分量，传统的SRFPLL检测出的幅值与相位等信息存在低频干扰量，影响锁相性能。为解决这个问题，文献［8－9］提出了一种解耦双同步参考系PLL(decoupled double synchronous reference frame PLL，DDSRF－PLL)，通过利用两个SRF和一个解耦模块，隔离正序分量和负序分量的影响。文献［10］中，采用三个单相增强型PLL和一个正序分量算法，评估正序分量的幅值与相位，但都存在设计方法复杂等问题。……