一种利于DSP实现的改进型电网电压软锁相环的研究

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1、第41卷第15期电力系统保护与控制Vol.41No.152013年8月1日PowerSystemProtectionandControlAug.1,2013一种利于DSP实现的改进型电网电压软锁相环的研究赵瑞杰，田素立，代兴华，刘德林（许继集团有限公司，河南许昌461000）摘要：软锁相环(SoftPhase-lockedLoop，SPLL)在现代工业控制尤其是电网电压相位锁定中得到越来越多的应用。分析了SPLL的基本结构和工作原理，针对传统SPLL运算量大、不利于在数字处理器(DigitalSignalProcessor，DSP)上实现的缺点，

2、设计了一种改进型电网电压SPLL。根据电网电压SPLL工作原理，结合坐标变换关系，从结果出发，通过相角已锁定的性质来做逆向思考简化控制算法。动态计算SPLL的PI参数，以使锁相功能动态响应更好、控制算法运算量更少。理论分析、仿真研究都表明改进后的SPLL算法简单，动态响应快，能够抑制电网电压三相不平衡及谐波干扰，能够应对电网突然掉电等故障，非常利于在DSP中实现。关键词：电网相位；软锁相环；矢量坐标变换；动态PI参数；三相电压不平衡；谐波抑制；电网连接设备Researchofanimprovedsoftphase-lockedloopforgri

3、dphase-lockedwhichiseasiertoimplementontheDSPZHAORiu-jie,TIANSu-li,DAIXing-hua,LIUDe-liu(XJGroupCorporation,Xuchang461000,China)Abstract:Softphase-lockedloop(SPLL)getsmoreandmoreapplicationsinthefieldofmodernindustrialcontrol,especiallyingridvoltagephase-locked.Thispaperanaly

4、zesthebasicstructureandworkingprincipleoftheSPLLanddesignsanimprovedgridSPLLaccordingtotheshortcomingsoftraditionalSPLLwhichhaslargeamountofcomputationsandisdifficulttoachieveonthechipofdigitalSignalprocessor(DSP).Ononehand,thecontrolalgorithmissimplifiedbasedonthelockednatur

5、eofthephaseanglebyreversethinking.Andthesebuildsontheveryunderstandingoftherelationshipofthree-phasevoltagecoordinatetransformation.Ontheotherhand,thePIparametersarecalculateddynamically(nottheconstantPIparameters)whichmakesphaselockingfunctionworkdynamicallyandthecontrolalgo

6、rithmismoresimple.ThetheoreticalanalysisandsimulationanalysisshowthatthemodifiedSPLLissimple,possessesbetterperformanceindynamicphasetracking,harmonicsuppressionanddetectionofunbalancedvoltage,etc.,candealwithfaultsuchaspowerdown,andisveryappropriatetoimplementontheDSP.Keywor

7、ds：gridphase;phase-lockedloop(SPLL);voltagevectorcoordinatetransformation;dynamicPIparameters;three-phasevoltageimbalance;harmonicsuppression;gridconnectionequipment中图分类号：TM71文献标识码：A文章编号：1674-3415(2013)15-0000-00目前最常用的是闭环方法，又称锁相环0引言(Phase-lockedLoop,PLL)。锁相环通常采用过零比电网电压相位角是电网连

8、接设备（如有源电力较法，这种方法在电网电压不平衡、电网电压波形滤波器、不间断电源、无功发生器、动态电压恢复畸变等条件下无法准确的锁定相位