并網變換器同步技術的設計與實現(xiàn).pdf

1、電力工業(yè)作為支撐國民經濟和社會發(fā)展的基礎產業(yè),是國家的公共事業(yè),并且電能是最廣泛使用的能源,其應用和發(fā)展也是一個國家發(fā)展水平和綜合國力的重要標志。隨著國民經濟快速發(fā)展,電力系統(tǒng)中各種非線性設備的使用為電能提供高效節(jié)能的控制途徑,同時也不可避免的造成了電網供電環(huán)境的污染,出現(xiàn)了電壓畸變、不平衡、閃變、波動和頻率偏差等諸多電能質量問題。
　　首先,本文介紹了電能質量相關技術標準和電能質量補償技術的基本原理。有源電力濾波器、靜止同步補償

2、器用于補償諧波和無功,動態(tài)電壓恢復器用于抑制動態(tài)和穩(wěn)態(tài)電壓的跌落、浪涌和閃變,并網變換器越來越廣泛的應用到電能質量控制領域,在增強用電效率和改善電氣環(huán)境中發(fā)揮了重要作用。測控技術是并網變換器的核心,而要完成并網變換器的控制,就必須先同步電網相位,跟蹤電網頻率。于是引出了本文主要探討的問題:如何在復雜的電網環(huán)境下快速、精準和穩(wěn)定地鎖定電網電壓正序基波相位,英文文獻大部分稱作電網同步技術。
　　其次,建立了模擬鎖相環(huán)環(huán)路數學模型,得到

3、了鎖相環(huán)的傳遞函數,分析了鎖相環(huán)環(huán)路時域跟蹤性能和頻域跟蹤性能。本文在建立鎖相環(huán)模型之前簡單的介紹了鎖相環(huán)主要組成部分,包括鑒相器、環(huán)路濾波器和壓控振蕩器。針對環(huán)路濾波器采用RC積分濾波器、無源比例積分濾波器和有源比例積分濾波器進行了具體分析?；跀底中盘柼幚砑夹g的發(fā)展,同步旋轉技術在軟件中便于實現(xiàn),目前大部分并網變換器都采用基于同步旋轉坐標系的軟件鎖相環(huán)技術,由于傳統(tǒng)的單同步參考坐標鎖相環(huán)在電網不平衡條件下無法消除鎖相誤差,雙同步坐標

4、系軟件鎖相環(huán)基于正、負序同步旋轉變換和解耦算法模塊,利用正、負序同步變換結果交差解耦抵消負序基波分量造成的二次波動相角誤差,實現(xiàn)了正、負序分離。
　　最后,根據同步旋轉坐標變換頻率偏移特性,本文采用數學方法分析了不平衡、諧波和直流偏置產生的鎖相誤差,同時發(fā)現(xiàn)在電網電壓正序基波頻率變化時,會產生低頻的相角波動誤差,諧波點偏移,引出了鎖相環(huán)頻率適應性問題。針對復雜環(huán)境下的電網同步技術,本文將其歸納為軟件鎖相環(huán)前置濾波技術和環(huán)內濾波技術

5、兩大方案。前置濾波技術先研究了開環(huán)同步算法濾波;然后介紹了多重廣義積分器算法濾波,該算法還可以分離正、負序。環(huán)內濾波技術采用在鎖相控制環(huán)內加入陷波器、超前校正器和滑動平均值濾波器濾除波動誤差。通過仿真驗證了兩種濾波技術方案,重點研究了鎖相環(huán)頻率自適應性問題,分析了基波頻率變化時的穩(wěn)態(tài)誤差?；赥MS320F2812芯片搭建了同步鎖相環(huán)系統(tǒng),編寫了軟件鎖相環(huán)程序,分別對單同步旋轉坐標系軟件鎖相環(huán)、雙同步旋轉坐標系軟件鎖相環(huán)和單同步環(huán)內滑動