基于EMTDC的三相锁相环仿真及精度的提高

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1、第35卷第6期华北电力大学学报Vl01．35．No．62008年11月Joum~ofNorthChinaElectricPowerUniversityNov．，2008基于EMTDC的三相锁相环仿真及精度的提高韩民晓，刘海军(华北电力大学电气与电子工程学院，北京102206)摘要：通过使用Matlab和PSCAD2个电力系统分析中常用的软件对三相锁相环(PLL)进行了仿真和研究。将该PLL模型的各个组成部分分别进行了详细的分析，得出了PLL的传递函数。通过Matlab仿真3组不同的参数下，PLL系统的波德图，奈氏曲线，以及阶跃响应，最后得出

2、一组使得锁相环性能优良的数据，精度也较满意。但是在有谐波的情况下，精度不够高，于是在PI控制器后加巴特沃斯低通滤波器和校正环节，含谐波时的精度有明显提高。关键词：锁相环；参数优选；精度；滤波器中图分类号：TM41文献标识码：A文章编号：1007—2691(2008JO6—003207Thesimulationandpresionimprovingof3-phasephase-lockedloop(PLL)basedonEMTDCHANMin—xiao．LIUHai—jun(SchoolofElectricalandElectronicEng

3、ineering，NorthChinaElectricPowerUniversity，Beijing102206，China)Abstract：Thispaperpresentsamethodofsimulationandresearchonthree—phasephaselockedlop(PLL)throughMatlabandPSCAD．EachpartofPLLmodelisanalysedindetail．thenthetransferfunctionofPLLiscarriedout．PLLsystem’Sbodefigure，

4、Nyquistcurve，andstepresponseissimulatedinthreedifferentsetofparametersbyMat—lab，andthenPLLexcellentperformancedataisworkedout，whichprecisionisalsosatisfactory．However，inthecaseofharmonic，precisionisnothighenough．PutingButterwothlowpassfilterandcorrectionerafterthePIcon—tro

5、ller，precisionisimprovedmarkedlywiththeharmonic．Keywords：PLL；parameteroptimization；precision；butterwothlowpasfilter的组成部分，锁相环在电力系统中的重要作用也0引言日益凸显出来。文献[9]指出了在Simulink下，对锁相环的传递函数进行仿真最终得到参数与锁锁相环是一种相位反馈控制回路，广泛用于相性能的关系。文献[10]给出Matlab仿真的三各种电子电路中【1-4J。锁相环可以使我们方便的相锁相环，但是没有涉及到锁相很重要的性

6、能变换电视的频道并能看到清晰的图像、听到悦耳——精度。本课题研究的三相PLL利用d，q坐的立体声广播_5j。同时，它也广泛的应用到电力标变换检测相位和频率信息，动态特性较理想，系统中，如高压直流输电、柔性交流输电(Flex—能够满足实时陛要求，对不对称、谐波也有较好ibleACTransmissionSystems，FACTS)、静止无的抗干扰能力。而且，给出了参数优选的方法以功发生器(SVG)有源电力滤波器(APF)、电及如何提高精度做了很详细的说明。能质量分析等领域[6-8J，要求准确实时的系统电压相位信息，因此相位跟踪系统是上述系统重

7、要l模型的建立收稿日期：2008—06—03锁相环电路是一个使输出信号(由压控振荡第6期韩民晓，等：基于EMTDC的三相锁相环仿真及精度的提高器产生的)与参考信号(一般为输入信号)在频1．2环路滤波器率和相位上同步的电路。这种同步状态称之为锁环路滤波器的种类很口多，其中一阶的有无源6定状态，即振荡器输出的信号和参考信号之间的超前滞后滤波器，有源超C前滞后滤波器、以及比例l_相位差为零，或保持常数L5J。本文研究了一种三积分滤波器。本论文—．．，．中．．的．．，．环．L路滤波器为一阶比例口H6f相锁相环，其基本原理跟其他的锁相环一样，如积分滤

8、波器。其传递]●函数为●J=图1所示，是由鉴相器(PD)、环路滤波器F(5)：旦(5)(LF)、压控振荡器(VCO)3个主要部分组成的。1．3压控振荡器VCO在角频率cD2处振荡