弱电网条件下的单相频率自适应锁相环

杨仁增，张 良，李鑫海，胡洛铖

(1.贵州理工学院贵州省电力大数据重点实验室，贵州 贵阳 550003；2.贵州大学电气工程学院，贵州 贵阳 550025)

0 引言

单相并网逆变器较多采用基于正交信号发生器的锁相环，实现电网频率及相位的跟踪[1]。随着可再生电源渗透比的增加和并网点的广泛分布，电网越来越呈现出弱电网的特性，并网点电压存在较为严重的背景谐波，导致并网逆变器出现接近锁相环带宽的低次谐波或不稳定现象[2-4]。弱电网条件下单相并网逆变器锁相环的抗扰性设计近年来成为研究热点。

基于二阶广义积分器(second order generalized integrator，SOGI)的锁相环，采用能跟踪输入信号时变特征的自适应滤波器，可快速获取电网基波信号的频率和相位，有效抑制谐波分量对检测误差的影响[5-7]。

数字控制的并网逆变器，对并网点电压的信号采样及模数转换过程中，其传感器及信号调理硬件电路存在直流偏置，数值整定与数值转换过程中也会引入直流偏差。锁相环输入信号数字量中叠加的直流偏置，不易采用数字低通滤波器直接滤除，这将影响锁相环电网同步信号的检测精度[8-9]。

因此，本文提出一种基于SOGI滤波器的单相频率自适应锁相算法，可消除直流偏置对SOGI锁相环的影响，弱电网条件的谐波畸变环境中可准确检测电网基波正序分量的频率与相位。

1 锁相环算法分析与设计

1.1 SOGI频率自适应滤波器

SOGI频率自适应滤波器的结构如图1所示。图1中，u为输入信号；ud和uq为SOGI的2路正交输出信号；……