一种基于滑动平均滤波器的同步锁相算法研究

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1、第39卷第3期四川I电力技术Vo1．39，No．32016年6月SichuanElectricPowerTechnologyJun．，2016一种基于滑动平均滤波器的同步锁相算法研究徐琳，唐永红，蒲维(国网四川省电力公司电力科学研究院，四川成都610072)摘要：提出了一种基于滑动平均滤波器的三相软件锁相环，在q8轴上添加延时信号消除器滤除直流分量和可能存在的偶次谐波，改进传统PLL的控制结构，克服了硬件锁相环存在漂移、失锁、抖动和依赖过零点检测等缺点，避免了传统软件锁相环难以兼顾稳态检测精度和动态响应速度的不足。采用时域仿真将该方法与传统锁相算法进行对比分析，结果表明，该算法在三

2、相电压跌落、不平衡、频率跳变以及出现直流分量时均能够准确快速地提取基波正序电压的幅值、相位和频率。关键词：同步锁相环；滑动平均滤波器；延时信号消除器Abstract：Anovelthree—phasesoftwarephase—lockedloop(PLL)basedonmovingaveragefilterisproposed．Thedelaysignalcancellerisaddedonthe叩frametofiltertheDCcomponentandtheevenharmoniccomponents，andtoimprovethecontrolstructureofcon

3、ventionalPLL，whichovercomesthedeficienciesofhardwarePLLsintermsofparameterdeviation，out—of—lock．variationanddependencyonzero—crossingdetection．andalsomitigatestheshortcomingsoftheconventionalsoftwarePLLsduetothetradeofbetweenthesteady—stateaccuracyanddynamicresponse．Thecomparisonbetweenthemov—

4、ingaveragefilter—PLL(MAF—PLL)andtheconventionalPLLalgorithmsispresented，whichshowsthattheproposedMAF—PLLprovidesanaccurateestimationoftheamplitude，phaseandfrequencyduringthree—phasevoltagesag，voltageunbal—anee，~equencyjumpandDCoffset．Keywords：phase—lockedloop(PLL)；movingaveragefilter；delaysign

5、alcanceller中图分类号：TM76文献标志码：A文章编号：1003—6954(2016)03—0012—05法通过变换实时计算电压相位，但该方法只适0引言用于三相电压对称无畸变的场合。文献[6]提出基于幽变换的传统三相软件锁当电网电压出现不对称故障时，三相电压中会相环，该方法在三相电压对称且不含谐波的条件下出现负序分量，而在电压故障条件下实现双馈风机能够取得很好的结果；当三相电压中出现高次谐波低电压穿越运行的控制中，需要对电网电压或定子时，应该尽量降低锁相环的带宽，谐波对输出基波相磁链矢量进行精确的定向，电压矢量定向需要将精位的影响基本可忽略；当三相电压不平衡时，锁相环确的

6、电网电压频率以及相位作为控制的基准，因此的带宽太窄，系统动态响应速度很慢，无法实现对基工作稳定、响应迅速的基波频率和相位跟踪系统是波电压相位的精确跟踪。为消除电网电压不平衡的风机控制的重要组成部分。影响，文献[7，8]中提出基于交叉解耦模块的解耦目前常见的方法包括过零检测法和向量检测双坐标系统锁相环(decoupleddoublesynchronous法¨J。其中过零检测法将检测到的正弦电压过零referenceframePLL，DDSRF—PLL)，该方法通过双点作为零相位点并以此为基准计算各时刻的相位由变换和解耦网络提取正序电压分量，在系统电压值，但是当相位发生突变时，该方法要

7、等到下一个过三相对称或者不对称的情况下均效果显著，但当电零点才能检测出随后各时刻的相位，因此动态性能压畸变严重时锁相环相位检测误差仍比较大。往往不能满足快速控制的要求；同时电压谐波和过为克服以上锁相算法的不足，提出一种基于滑零点的测量噪声也会造成相位检测误差。向量检测动平均滤波器的三相软件锁相环算法(movingaver．科技项目：国网四川省电力公司科技项目(52199715000w)agefilter—PLL，MAF—PLL)，该算法在三相系统电第39卷第3期四川电