基于级联滤波锁相环的电网信号同步方法
2020-06-17王安娜唐爱博刘宇凝宋崇辉
王安娜,唐爱博,刘宇凝,宋崇辉
(东北大学信息科学与工程学院,辽宁沈阳 110819)
在新能源并网发电工程中,为了保证并网逆变器可以向电网输送高质量的电能,并网逆变器的并网电流必须与接入的电网电压同步[1].锁相环(phase-locked loop,PLL)由于其简单化的结构及控制的便捷被广泛地应用于新能源并网发电系统的电网信号同步中.其中应用最广泛的是基于PI控制器的同步旋转坐标系的锁相环结构(synchronous rotating frame phase-locked loop,SRF-PLL)[2-3].在电网电压平衡、无谐波干扰时,SRF-PLL可以准确检测电网电压的频率和相位值,跟踪基波正序电压分量,实现电网信号同步.但当电压不平衡及含有谐波时,负序电压分量和谐波分量会在锁相环路产生震荡误差,影响锁相环对电网信号的检测结果[4].
为了消除故障工况下的锁相环检测误差,文献[5-6]在锁相环结构中加入滤波器来消除谐波分量和负序分量对检测结果的影响.其中最为常见的滤波方法为滑动平均滤波(moving average filter,MAF)和延时信号消除(dealyed signal cancellation,DSC).但是配置单一结构滤波器需要较长的延时时间,这会影响PLL系统的动态性能.文献[7-8]提出了一种基于多级联DSC滤波的锁相环结构,通过将多个DSC模块级联,并通过选择合适的延时系数来消除指定次数的谐波.但多级联结构增加了控制系统的复杂性和延时时间,降低了响应速度,且在电网相位跳变时存在着较大的相位检测误差.文献[9-10]提出了基于频率自适应的二阶广义积分器(second order generalized integrator,SOGI)的锁相环结构,解决了由于引入频率反馈导致……