汪周玮开题报告

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1、河北大学硕士学位论文开题报告学院（中心）：电子信息工程学院学科、专业：电路与系统研究方向：电子设计自动化与嵌入式系统指导教师：耋原研究生：汪周玮入学年月：二零一二年九月论文题目：分布式电源中三相数字锁相环的研究与实现开题报告H期：二零一四年六月研究生院一、研究背景和意义1二、国内外研究现状及分析1三、研究内容与进度23.1研究内容与理论基础23.2完成内容53.3正在进行工作83.4预期目标10参考文献11—、研究背景和意义随着国民经济的发展和人民物质文化生活水平的不断提高，对电力需求愈来愈大，促使电力事业迅速发

2、展，同时用户也越来越重视电能的质量和供电的可靠性。可是集中式大电网故障影响太大，难以满足用户越来越高的安全性和可靠性要求，特别是2003年美加大停电和我国2008年1月南方雪灾的发生后，电力专家注意到：在发展集中式大型机组的基础上，要注重在配电网末端建设一定容量的分布式电源(DistributedGeneration,DG),以防在出现意外断电情况下，保障居民的最小能源供应。分布式发电不仅具有环保、效率高、安装地因地制宜等优点，而且可节省长距离输电线路的投资成本和损耗，保障在大屯网发生意外停屯时，能够提供基本的能

3、源供应，同时也作为大电网的重要补充。因此，很多国家都已经开始考虑在配电网的用户区建设分布式电源川。但是如果要将分布式发电接入电网，需要满足并网要求，最基木的要求是将电能变换成与电网同频、同相且幅值相同的交流电。因此，许多通过锁相环获得三相电网相位的典型方案被提出。锁相环技术广泛应用与电力电子装置的控制，用以获得瞬时相位信息，提高计算和补偿基准，其滤波和动态响应对提高有源电力滤波器性能至关重要。在存在压畸变(如谐波、频率突变、相位突变)以及三相不平衡情况下，锁相环必须能够准确快速地锁定正序基波电压相位。对于三相电网

4、，要综合三相电压的相位信息，采用三相软件同步的方法来实现相位的同步，获取需要的基波电压相位。三相数字锁相环(Three-PhaseDigitalPhase-LockedLoop)通过合理设计控制器的参数，对零序和负序分量、直流偏移、谐波也具有较好的抑制能力，在电磁环境恶劣的有源电力滤波系统中更适合应用。二'国内外研究现状及分析在国外，锁相环技术在不断地发展，由采用分立器件到采用集成电路；由采用双极性(Bipolar)工艺到采用CMOS工艺；以及现在可作为IP核嵌入到数字电路中；工作频率从10MHz到20GHz以上

5、；周期到周期抖动在几十飞秒；并且国外一些知名的大公司都有自己性能很好的锁相环，如Intel公司、AMD公司、TI公司。目前，锁相环已推出了其他很多新结构,如DLL(DclayLockedLoop)、SMD(SynchronousMirrorDilay)>MDLL(MixedModeDelayLockedLoop『。在国内，由于工艺及实验条件的限制，锁相环技术水平明显落后于国外。我国大部分市场被国外控制，国内拥有的技术含量仍缺乏竞争力，所以，为提高国内的设计水平,从国防到商用领域的考虑，非常有必要推出拥有自主知识产

6、权的高性能锁相环产品。因此我们要了解目前流行的锁相环设计原理，争取在技术中有所突破。比较广泛使用的基于传统的单同步坐标系的软件锁相环(SSRF・SPLL)H在电网电压对称、理想的情况下，通过设计锁相坏的控制参数，可以获得良好的动态特性，但是在电网非理想工况下不能有效地锁相。基于解耦双同步参考坐标变换的锁相环(DDSRF.PLL)⑸和基于双二阶广义积分器的锁相环(DSOGI-PLL)16两种锁相环都可以在三相不平衡时跟踪电网正序分量的相位,但结构比较复杂。基于对称分量法的单同步坐标系的锁相环(EPLL-SSRFSP

7、LL)也能抑制不平衡电压屮负序分量的影响，通过对基波正序分量的提取来保证锁相环的准确输出，由于含有多个锁相电路，系统的动态响应相对慢一些，对某些要求比较高的场合可以比较择之。另外还有基于低通滤波器的锁相方法、基于空间矢量滤波器(SVF)的锁相方法、基于扩展卡尔曼滤波器(EKF)的锁相方法和基于加权最小二乘法估计(WLSE)的锁相方法，这几种锁相方法也同样存在响应慢或是对系统频率变化和三相电压不平衡较敏感等问题，不适宜应用于电网畸变严重或动态响应要求高的场合。针对以上问题，本课题仅从工程的角度提出一种基于二阶广义积

8、分器、三相鉴相器的数字锁相环方案，原理清晰，结构简单，锁相速度快，精度高。三、研究内容与进度3.1研究内容与理论基础本课题针对分布式电源中需要准确实时的监测电网电压相位信息的问题，设计了一种基于三相鉴相器、数字锁相环与二阶广义积分器(SOGI)的全数字锁相环方案，并对设计方案进行Matlab/sinwlink"］仿真，最终移植的DSP中，实现该锁相环的实际应用。3.1.1