田桂珍,王生铁,林百娟,王志和

(内蒙古工业大学 信息工程学院,内蒙古 呼和浩特 010051)

1 引言

风能是一种清洁的可再生能源,风力发电是风能利用的主要形式,在世界范围内展现出良好的发展前景[1]。现有的风力发电系统可以分为恒速恒频和变速恒频2类[2,3],前者主要采用鼠笼式异步发电机,通过软启动器和无功补偿装置并网;后者一般分为双馈异步发电机加部分功率电力电子装置接入电网和同步发电机通过全功率电力电子装置接入电网。为了保证风力发电系统中网侧变换器和无功补偿装置(SVC,STATCOM)在电网电压不平衡和畸变情况下安全可靠工作,必须准确而快速检测电网电压正序基波分量的相位和频率信号,为控制策略的实施提供必要的信息和依据。

锁相环(PLL)是一种能够实现2个电信号在相位和频率同步的设备[4]。文献[2]对开环锁相系统进行了分析,将三相电压经过变换得到其分量,从而得到其相角值,这种方法需求得反三角函数值,计算速度较慢,尤其在系统频率变动和电压不平衡时,对畸变电压的抑制作用弱,因此无法正确锁相。文献[5]提出一种基于三角函数正交性以及自适应滤波原理的相位跟踪闭环控制系统,它克服了模拟锁相环的缺点,但这种方法采用了傅立叶分析法,使跟踪速度变慢。为解决上述问题,出现了基于PI控制的软件锁相环,通过同步旋转坐标变换跟踪原理,达到相位锁定的目的。

目前软件锁相方法面临的主要问题是:受负序分量的影响,锁相系统要取得较好的稳态精度,其中的环路滤波器的截止频率必须取得很低,这极大地影响了动态响应的速度[6]。……