复数滤波器型锁相环的改进控制策略*
2021-05-21宇周道龙邓小龙罗
何 宇周道龙邓小龙罗 琦
(1.江苏信息职业技术学院智能工程学院,江苏无锡 214153;2.南京信息工程大学自动化学院,江苏南京 210044)
并网逆变器是分布式发电系统的重要组成部分,作为功率接口单元,承担着把可再生能源发出的电能输送到公共电网的使命[1-2]。在并网逆变器的控制中,锁相环(Phase-Locked Loop,PLL)起着至关重要的作用:对逆变器的输出电流进行控制时,PLL的作用是提供电网电压的相位,通过相应控制,使输出电流与电网电压同相或呈一定的相位差,以确保逆变器的可靠运行[3];在孤岛检测中,PLL 的作用是提供电网的频率或幅值,当电网发生停电故障时,防孤岛控制可根据这些信号的变化判断出孤岛是否存在[4];在低电压穿越中,PLL 的作用是提供电网的基波正负序分量(Fundamental Positive-and Negative-Sequence Components,FPSC/FNSC),当电网发生幅值跌落时,低电压穿越控制可进行相应的无功补偿[5]。因此,PLL 技术在逆变器并网系统中扮演着一个不可或缺的角色,值得深入研究。
在三相电力系统中,对PLL 的研究主要有同步坐标系PLL(Synchronous Reference Frame PLL,SRFPLL)[6]、二阶广义积分器PLL(Second-Order Generalized Integrator PLL,SOGI-PLL)[7]、自适应陷波器PLL(Adaptive Notch Filter PLL,ANF-PLL)[8]、滑动平均滤波器PLL(Moving Average Filter PLL,MAFPLL)[9]和复数滤波器PLL(Complex Coefficient Filter PLL,CCF-PLL)[10-15]等。其中,由Guo Xiaoqiang等[10]提出的CCF-PLL 由于控制结构简单、算法易于实现和系统响应速度快等优点成为近年来备受关注的一种新型电网同步方法。该PLL 的前置滤波器——CCF 在电网基波的正负频率处都能产生谐振尖峰,具有正负频率的选择性,无需对称分量法即可精确分离出FPSC 和FNSC。Li Weiwei 等[11]运用复数系统理论更全面、更深刻地阐述了CCF 技术,并提出了可使高次谐波衰减更快的三阶CCF 方案。……
