基于改进SOGI-QSG的频率自适应锁相环

吴振鑫常国祥

(黑龙江科技大学电气与控制工程学院,黑龙江 哈尔滨150022)

0 引言

随着新能源并网容量不断扩大,对并网的质量提出了更高的要求,研究锁相环(phase locked loop,PLL)具有重要的现实意义[1-3]。

早期大多采用开环锁相环,但其调节能力有限,动态性能极差,后来逐渐被闭环锁相环所取代[4]。闭环锁相最初使用三相同步锁相环(synchronous reference frame phase-locked loop,SRF-PLL),但该PLL仅适用于电网处于稳态情况下[5-7]。为了提高锁相环的鲁棒性,学者们开始大量研究不平衡电网下的锁相环。文献[8]提出了一种优化型解耦双同步参考坐标系锁相环(decoupled double synchronous reference frame-software PLL,DDSRF-PLL)的锁相方法,该方法是在DDSRF-PLL的基础上加入了二阶广义积分正交信号发生器(second-order generalized integrator quadrature signal generator,SOGI-QSG),其核心思想是在正负序解耦之前加入SOGI-QSG进行滤波,以提高对电网电压的跟踪速度。但是SOGI-QSG仅对低次谐波有抑制效果,当电网中混有奇次谐波时PLL的动态性能并不好。文献[9]提出了改进型DSOGI-PLL用于检测电网电压同步信号,其在DSOGI-PLL的基础上级联谐波消除模块来滤除奇次谐波,实验表明当电网中有奇次谐波含量时,PLL也能精确而且快速地实现锁相。非隔离型光伏并网逆变器在逆变侧可能存在直流分量,文章并没有考虑混有直流分量的情况。文献[10]采用自适应陷波器(adaptive notch filter,ANF)与正负序消除计算(positive and negative sequence control,PNSC)来共同实现正负序的分离,提出了一种基于谐振的高频消除模块来对奇次谐波进行滤除,在两相静止坐标下完成锁相。实验结果表明,该方法在奇次谐波下仍可以快速地实现锁相,PLL的动态性能和鲁棒性能都很好,但同样没考虑直流分量对锁相的影响。……