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1、电力系统实时相位同步方法的研究和比较总第44卷第500期2Oo7年第8期电测与仪表EleetriealMeasurement&Instrumentation,r0l44No.500Aug.2007电力系统实时相位同步方法的研究和比较胡为兵1,2.李开成(1.华中科技大学电力安全与高效湖北省重点实验室,武汉430074;2.武汉工程大学电气信息学院,武汉430073)摘要:本文较全面地综述了过零点检测,锁相环,加权最小均方差估计和变换角检测等常用的相位同步方法及其改进型的工作原理,理论成果和应用情
2、况.同时分析,比较了噪音,谐波,频率波动和三相不平衡等电能质量扰动对上述较为普遍使用的相位同步方法检测精度的影响,确定了各种相位同步方法的优,缺点和适用范围.最后结合分布式发电和相量测量单元等新技术的出现提出了一些关于相位同步方法的值得深入讨论的问题.关键词:实时相位同步;过零点检测;锁相环;电能质量;分布式发电;同步相量测量单元中图分类号:TM933.312文献标识码:B文章编号:1001—1390{2007)08—0001—04Comparisonandstudyonreal-timephasesy
3、nchronizationmethodsHUWei—bing.UKai-eheng(1.ElectricPowerSecurityandHighEfficiencyLab,HuazhongUniversityofScienceandTechnology,Wuhan430074,China;2.CollegeofElectricalInformationEngineering,WuhanInstituteofTechnology,Wuhan430073,China)Abstract:Thefundamen
4、talprinciples,achievementsoftheoreticalstudyandapplicationsitu—ationofseveralsynchronizationmethodsuchaszero-crossingpointsdetectionmethod,phase-lockedloop(PLL),theweightedleast-squaresestimationmethod(WLSE)andtheze—ro—crossingdigitalphase-lockedloop(ZCP
5、LL)issummarizedindetail.Noises,harmonics,~equencyvariationsandnetworkunbalanceayethemainpowerquali~disturbancesthatef-fecttheprecisionofphasesynchronization.Thepapergaveouttheadvantagesanddisadvan—tagesofeachsynchronizationmethodcombinedwithabovedifferen
6、tdisturbances.Alltheseprovidedtheconvenienceforusertochoosetheappropriatesynchronizationmethodforprac—ticalapplications.Finallysomeproblemswhichareworthin—depthexploringayeputforwardaboutreal-timephasesynchronizationwiththedevelopmentofdistributedgenerat
7、ion(DG)andphasormeasurementunit(PMU)technology.Keywords:real-timephasesynchronization;Zerocrossingpointsdetection;phase—-lockedloop;powerquality;distributiongeneration;synchronizedphasormeasurementunits0引言电网电压的实时相位是电力设备正常工作的关键信息之一:在可控的交直流变换器,静态无功补偿器,周波变换
8、器,有源滤波器,高压直流输电的变换器以及其它向电网输送能量的储能系统等.这个信息是实现功率器件通断控制,有功功率和无功功率计算以及各种参考坐标之间变换的基准【.然而电力系统中电能质量扰动却对相位角的精确估计造成影响[3].对实时相位同步影响最主要的扰动有:谐波的存在,采用电网换相的整流器造成的陷波,电容瞬时投切的扰动,噪音污染,电网电压骤降引起的相位跳变,频率波动和电网的不平衡等.这些因素会影响基波信号频率和相位测量的精度.同时随着分布式发
