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变换器并网同步策略存在的缺点
作者:    来源:    时间:2014-02-12 15:53:54

   

下面分析传统SRF—PLL在电压不平衡条件下存在的缺点(先不考虑谐波分量),此时三相电压/~abc可表示为

根据传统SRF—PLL中反馈控制回路的工作原理,如果令式(7)中的直流分量“=0,在不平衡条件下,系统检测出的电压幅值和相位分别为

同理,当电网电压中含有谐波分量时,亦有类似的表达式。

根据式(8)可知,当电网电压中含有严重的负序分量和谐波分量时,通过反馈控制回路调节直流分量u。=0,传统的SRF—PLL检测出的幅值l“l和相位角0存在误差,无法保证并网同步要求。因此,如何提取电网电压中的正序分量,提高谐波分量抑制能力,是研究与设计并网同步策略的关键问题。

2提出的正序分量提取算法2.jpg

器能够准确实现相位滞后9O。的功能。3.jpg

式(11)中提取正序分量的前提是输入电压中不含谐波分量,因此需要首先滤除输入电压中的谐波分量。本文提出的双谐振滤波器结构如图4所示。4.jpg

图4所示的双谐振滤波器为4阶带通滤波器,k,分别表示系统的阻尼因子和谐振频率,其传递函数为

下面分析阻尼因子k对双谐振滤波器的影响,绘制传递函数D(jo~)的伯德图如图5所示。5.jpg

通过伯德图可以发现,随着阻尼因子的逐渐减小,该带通滤波器的谐波衰减功能逐步增强,但却降低了系统的动态响应,因此,需要根据实际情况合理折中的选择k值。经过分析并通过仿真验证,双谐振滤波器的动态响应时间近似为6.jpg

由于实际三相三线制电网中主要含5次、7次等谐波分量,结合图5以及式(15),当阻尼因子k=150时,系统的动态响应时间t32ms,5次谐波衰减34dB左右,高于基波频率时,双谐振滤波器以一40dB/dec衰减,滤波性能好。同时,当电网基频偏移±0.5Hz时,相位差l△。l=2。。双谐振滤波器对基频在允许范围内偏移时不敏感,系统能够获得满意的动态响应时间和超强的谐波衰减功能。7.jpg

根据式(11)和式(12)中正、负序分量的提取原理,以及基于双谐振滤波器结构的优点分析,本文提出的正序分量提取算法如图6所示。8.jpg

从图6可以看出,通过衄变换,电压Uabc转换为柏,在静止参考系下,系统仅需要两组参数相同的双谐振滤波器。当谐振频率等于电网电压的频率时,“和“即为三相输入电压U在静止参考系下的正序分量。

同理,基于双谐振滤波器结构的负序分量提取算法如图7所示。9.jpg10.jpg


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