基于变动频率滤波的新型数字锁相环.pdf

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1、电气传动2010年第4O卷第12期ELECTRICDRIVE2010Vo1．40No．12基于变动频率滤波的新型数字锁相环伍小杰，赵冰洁，符晓，戴鹏(中国矿业大学信电学院，江苏徐州221008)摘要：提出了一种应用于单相并网系统中的基于变动频率滤波原理的优化型数字锁相环，并加入了频率控制以及初始相位角定位等模块。在保留了现有优化型锁相环结构简单，灵敏度高，动态响应快等优点的前提下、解决了其存在的抗谐波干扰能力差，频率超调大等问题。利用Matlab软件对电网电压幅值、频率和相位角的突变、谐波注入等参数变化的影响做了仿真研究。在此基础上，搭建了以TMS320F28

2、12DSP为控制核心的实验装置，仿真验证和试验结果证明了该方法的可行性。关键词：变动频率平均值；优化型锁相环；单相并网系统；滤波器；初始相角定位中图分类号：TM46；TM921文献标识码：ANewEnhancedDigitalPhase—lockedLoopBasedonVariableFrequencyAverageWUXiao—jie，ZHAOBing—jie，FUXiao，DAIPeng(SchoolofInformationandElectricalEngineering，ChinaUniversityofMiningandTechnology，Xuz

3、hou221008，Jiangsu，China)Abstract：Anewdesignmethodofenhanceddigitalphase—lockedloop(EPLL)thatusedinsingle—phasegrid—connectedsystemwaspresented．TheimprovedEPLLisbasedontheprincipleofvariablefrequencyaver—age(VFA)thateliminatesharmonics．Themodulesoffrequencycontrolandinitialphaseangle

4、positionwereaddedin．ThemodelinheritssomesalientadvantagesoftheexistingEPLL，suchasfasttrackingspeed，struc—turalsimplicityandhighsensitivity．ComparedwiththeexistingEPLL，theimprovedEPLLprovidesmorero—bustnesstoharmonicsandfrequencyfluctuationthatexistinthesignalusedasthebasisofsynchr0n

5、izati0n．Takingseveral1inedisturbancessuchasphase—anglejump，voltagesag，frequencystep，andharmonicscontentintoconsideration，theproposedmethodwassimulatedinMatlabsoftware．RealtimeexperimentsbasedonaTMS320F2812DSPplatformwereconductedfortheproposedPLL．Thesimulationandexperimentalresultsb

6、othverifythefeasibilityofthemethod．Keywords：variablefrequencyaverage(VFA)；enhanceddigitalphase—lockedloop(EPLL)；grid—connectedsingle-phasesystem；filter；initialphaselocked环路的存在，使得采用传统的线性设计和分析1引言方法很难准确获取系统参数。文献[3]提出的数字锁相环技术作为并网运行系统的关键技基于FIR滤波器实现的Hilbert变换法，随着滤术之一，一直是人们研究的热点。为了使并网系波器阶数

7、的升高，运算量增大，对控制器要求统在各种非正常电网状态下仍然能够正常运行，较高。单相电力锁相环在设计时应考虑频率变化、相角文献[4]提出了一种新颖的基于非线性动态突变、电压跌落、电网谐波等各种非正常状态的影模型的优化型数字锁相环(EPLL)。EPLL和其响。人们对单相PLL的研究大多借鉴三相它PLL相比具有结构简单、灵敏度高、动态响应PLL[1中的闭环结构，并通过构造2个虚拟的正好的优点。针对传统EPLL抗谐波干扰能力差交信号来实现。因此，单相PLL研究重点通常集的问题，本文将变动频率平均值滤波(VFA)Es的中在鉴相器的设计上。文献[2]采用反Park变换思

8、想引入EPLL，在基本不影响其动态性能