并聯(lián)型有源電力濾波器（SAPF）的控制系統(tǒng)需要利用鎖相環(huán)（PLL）獲得實時的電網(wǎng)電壓相位。當(dāng)電網(wǎng)電壓不平衡或者存在諧波干擾時,PLL的鎖相結(jié)果會存在穩(wěn)態(tài)誤差。此處針對直流和交流兩種穩(wěn)態(tài)鎖相誤差,分析了其對SAPF諧波抑制的影響。理論分析表明,穩(wěn)態(tài)鎖相誤差對SAPF諧波抑制的影響可以忽略不計。最后通過樣機(jī)實驗對理論分析的結(jié)果進(jìn)行了驗證。 

【文章來源】：電力電子技術(shù). 2020,54(08)北大核心CSCD

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圖１三相ＳＡＰＦ系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖??Ｆｉｇ．?１?Ｓｙｓｔｅｍ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｈｒｅｅ－ｐｈａｓｅ?ＳＡＰＦ??由于ＳＡＰＦ在運行時存在有功損耗，因此需??

ａ相跌落為額定??電壓的９３％）和存在５次負(fù)序諧波干擾時（假設(shè)??其幅值為基波幅值的４％），穩(wěn)態(tài)鎖相誤差波形和??頻譜的仿真結(jié)果如圖３所示。??值為１．３７°、頻率為的交流穩(wěn)態(tài)鎖相誤差；電??網(wǎng)電壓存在５次諧波干擾時，ＰＬＬ存在幅值為??２．２５°、頻率為的交流穩(wěn)態(tài)鎖相誤差。??３穩(wěn)態(tài)鎖相誤差對ＳＡＰＦ諧波抑制的影響??３．１穩(wěn)態(tài)鎖相誤差對諧波電流指令提取的影響??此處所研宄的ＳＡＰＦ采用基于ＲＤＦＴ的電流??指令提取環(huán)節(jié)。ＲＤＦＴ算法提取第Ａ次負(fù)載諧波電??流的控制框圖如圖４所示。??圖４諧波電流的控制框圖??Ｆｉｇ．?４?Ｃｏｎｔｒｏｌ?ｂｌｏｃｋ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｈａｒｍｏｎｉｃ?ｃｕｒｒｅｎｔ??圖４中，Ａ與Ｓｋ分別為第Ａ次諧波電流的余??弦和正弦分量的幅值。Ｔ為采樣周期，ｗ為ＲＤＦＴ??基波角頻率，／Ｖ為每個ＲＤＦＴ基波周期２ｔｔ／ｃｕ內(nèi)的??采樣點數(shù)。ＲＤＦＴ在新的采樣周期ｔ內(nèi)，利用前一個??ｔ計算的４ｔ（ｎ－ｌ）和艮（ｎ－１），僅需進(jìn)行兩次乘法??運算，計算量大大減少。由Ａ與昃計算第ｉｔ次負(fù)??載諧波電流分量為：??ｉｕ，（ｎＴ）＝Ａｉ，（ｎ）ｃｏｓ（ｋａ）ｎＴ）＋Ｂｉ，（ｎ）ｓｍ（ｋ（〇ｎｒ）?（１）??此處不考慮電網(wǎng)頻率的波動，電網(wǎng)電壓基波??頻率＿／；恒定為５０?Ｈｚ。ＲＤＦＴ算法沒有利用ＰＬＬ相??位信息，而是通過設(shè)置采樣頻率ｌ／Ｔ＝９．６ｋＨｚ，７Ｖ＝??１９２，來保證?＝２ｔｔ／（ＡＶ）＝叫。??由于ＲＤＦＴ算法沒有利用鎖相結(jié)果，當(dāng)ＰＬＬ??存在穩(wěn)態(tài)鎖相誤差時，也不會對靜止坐標(biāo)系下諧??波電流指令ｆ的提取產(chǎn)生影響。??３．２穩(wěn)態(tài)鎖相誤差對電流控制內(nèi)環(huán)的影響??電流內(nèi)

１?１．０１?１．０２??ｔ／ｓ??（ａ）電壓不平衡時鎖相誤差??１．０１?１．０２??ｔ／ｓ??（ｂ）諧波干擾時鎖相誤差??４?６??諧波次數(shù)??（ｃ）電壓不平衡時頻譜圖??２?４?６?８?１０??諧波次數(shù)??（ｄ）諧波干擾時頻譜圖??圖３鎖相誤差波形和頻譜圖??Ｆｉｇ．?３?Ｅｒｒｏｒ?ｆｏｒ?ｐｈａｓｅ－ｌｏｃｋ?ｗａｖｅｆｏｒｍ?ａｎｄ?ｓｐｅｃｔｒｏｇｒａｍ??由圖３可知，電網(wǎng)電壓不平衡時，ＰＬＬ存在幅??要通過控制ＳＡＰＦ從電網(wǎng)中吸收有功功率來維持??直流側(cè)電容電壓％的穩(wěn)定。電壓外環(huán)采用ＰＩ控??制器對匕進(jìn)行控制，最后經(jīng)過空間矢量脈寬調(diào)??制（ＳＶＰＷＭ）產(chǎn)生ＳＡＰＦ橋臂開關(guān)管的控制信號，??實現(xiàn)有源電力濾波器的諧波抑制功能。??２．２?ＳＲＦ－ＰＬＬ和穩(wěn)態(tài)誤差??ＳＲＦ－ＰＬＬ控制框圖如圖２所示，將公共耦合??點（ＰＣＣ）三相電壓ｗ變換到ＳＲＦ后，得到ｄ軸分??量％，和ｇ軸分量％。通過ＰＩ控制器調(diào)節(jié)ＳＲＦ的??旋轉(zhuǎn)速度叫，使得％，＝叫；＝〇。ＰＣＣ電壓合成矢量??始終與ｄ軸重合，叫等于電壓基波角頻率叫，從??而實現(xiàn)了對電網(wǎng)電壓的鎖相。??Ｆｉｇ．?２?Ｃｏｎｔｒｏｌ?ｂｌｏｃｋ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ＳＲＦ－ＰＬＬ??對于平衡無畸變的電壓，ＳＲＦ－ＰＬＬ可以進(jìn)行??精確快速地鎖相。當(dāng)電壓不平衡時中含有頻??率為２＾的交流分量；當(dāng)電壓存在秘±１次特征諧??波時，ｈ中含有頻率為的交流分量。ＰＩ控制??器只能對直流信號無靜差跟蹤，當(dāng)電壓不平衡或??者存在諧波時，０，會存在穩(wěn)態(tài)誤差。穩(wěn)態(tài)誤差的頻??率與％中交流分量的頻率相同。??通過改進(jìn)ＰＬＬ，增加提取電網(wǎng)電壓的正序分??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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