基于全数字锁相环的电网频率跟踪技术.pdf

《基于全数字锁相环的电网频率跟踪技术.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第4J4卷第2期电力电子技术Vo1．44，No．22010年2月PowerElectronicsFebruary，2010基于全数字锁相环的电网频率跟踪技术王伟，张志文，罗隆福，曾志兵(湖南大学，湖南长沙410082)摘要：介绍了一种基于全数字锁相环(AllDigtalPhaseLockedLoop，简称ADPLL)电路实现电网频率跟踪的技术。分析比较了电网频率跟踪技术中软、硬件同步的优缺点，并将FPGA技术运用到电网同步跟踪技术中，解决了软、硬同步方法的不足阐述了该技术的实现原理和各个模块的设计。ADPLL电路采用VHDL语言和现场可编程门阵列(

2、FiledProgrammableGataArray，简称FPGA)设计实现，并采用QUARTUSII软件进行仿真研究。仿真和实验结果表明，该方法能够很好地跟踪电网频率，实时性好，精度高。关键词：全数字锁相环；频率跟踪；软硬件同步中图分类号：TN9l1．8文献标识码：A文章编号：1000—100X(2010)02-0089—03TrackingFrequencyBasedonAUDtalPhase-lockedLoopinPowerSystemWANGWei，ZHANGZhi-wen，LUOLong—fu，ZENGZhi—bing(HunanUni

3、versity，Changsha410082，China)Abstract：Thispaperintroducesanewtechnologyinpowersystemfrequencytracking．whichbasesonalldistalphase—lockedlogic(ADPLL)．Itanalysesandcomparesadvantagesanddisadvantagesofhardwareandsoftwaressynchronizationinthenewtechnologyoftracingnetworkfrequency．T

4、hefriedprogrammablegataarray(FPGA)technologyisapplied．ThiscircuitsofADPLLarerealizedbyVHDLandFPGAandaresimulatedwithQUARTUSII．Thesimulationandtestresultsshowthecorectnessofthedesign．Keywords：aldistalphase—lockedloop；frequencytracking；hardwareandsoftware’Ssynchronizationl引言不足，运

5、用软件同步的方法实现硬件同步功能，以达频率跟踪技术有硬件同步和软件同步两种Ⅲ。硬到电网频率实时、高精度同步跟踪的目的。实验结果件同步采用锁相环如CD4046电路，实时跟踪信号频表明，该设计实现了对电网频率的实时跟踪．并且具率变化，调整采样频率。该方法使用简单，实时性好，有很高的精度和可靠性，工程实用价值较大。在工程中得到大量运用，但可靠性不高。当波形畸变2基于AD]PLL的软件同步技术时测量存在较大误差．且硬件电路较复杂，器件的延2．1软件同步采样的方法及不足迟、漂移等问题也将产生新的误差。软件同步采用微软件同步采样的实现过程：首先测取被测电气处理

6、器通过软件算法实现同步。该方法简化了硬件信号的周期，根据每周期采样点数Ⅳ计算采样周电路，精度较高，且频率跟踪时间的可控性强。但需期(Ts=T／N)，确定定时器的计数值，用定时中断方要增加微处理器的计算量。并且由于微处理器中计式实现采样。在实际测量系统中，与理想计算值T／N数器的量化误差和中断响应时间的分散性也会导致间会出现误差，其原因主要有3个方面。较大的采样误差，难以满足诸如电能计量、电压电流(1)的量化误差定时器的计数周期(或最小高次谐波分析等高精度测量场合的需要。随着微处分辨时间)丁不可能无限小，而必须用下量化，即理器及其外围电路的发展．数字

7、控制技术功能不断改必须表示为丁的整数倍，从而使微机实际与其理善，逐渐取代了模拟控制技术，同时，也实现了更为先想值之间出现偏差，即：AT-N(Ts一)≠0。进的控制功能。目前，对于高性能先进的运动控制系(2)中断响应时间的分散性微处理器对定时器统而言。数字控制被公认为是唯一的实现方法12]。中断的响应需要一定的时问，并且每次中断响应时在分析比较电网频率跟踪技术中软、硬件同步优间不一致，具有一定的分散性，使得实际采样时刻t缺点的基础上．根据现场可编程门阵列(FPGA)大规(1，2，⋯)不确定，导致AT#0和Ati#O。模可编程逻辑器件的特点．将。FPG

8、A技术与电网频(3)信号周期测量不准确和滞后软件同步时，率跟踪技术结合起来，弥补软、硬件同步方法各自的根据采样前测量的信号