并聯型有源電力濾波器（SAPF）的控制系統(tǒng)需要利用鎖相環(huán)（PLL）獲得實時的電網電壓相位。當電網電壓不平衡或者存在諧波干擾時,PLL的鎖相結果會存在穩(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。最后通過樣機實驗對理論分析的結果進行了驗證。 

【文章來源】：電力電子技術. 2020,54(08)北大核心CSCD

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圖１三相ＳＡＰＦ系統(tǒng)結構圖??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次負序諧波干擾時（假設??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內的??采樣點數。ＲＤＦＴ在新的采樣周期ｔ內，利用前一個??ｔ計算的４ｔ（ｎ－ｌ）和艮（ｎ－１），僅需進行兩次乘法??運算，計算量大大減少。由Ａ與昃計算第ｉｔ次負??載諧波電流分量為：??ｉｕ，（ｎＴ）＝Ａｉ，（ｎ）ｃｏｓ（ｋａ）ｎＴ）＋Ｂｉ，（ｎ）ｓｍ（ｋ（〇ｎｒ）?（１）??此處不考慮電網頻率的波動，電網電壓基波??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果，當ＰＬＬ??存在穩(wěn)態(tài)鎖相誤差時，也不會對靜止坐標系下諧??波電流指令ｆ的提取產生影響。??３．２穩(wěn)態(tài)鎖相誤差對電流控制內環(huán)的影響??電流內

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??（ｃ）電壓不平衡時頻譜圖??２?４?６?８?１０??諧波次數??（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，電網電壓不平衡時，ＰＬＬ存在幅??要通過控制ＳＡＰＦ從電網中吸收有功功率來維持??直流側電容電壓％的穩(wěn)定。電壓外環(huán)采用ＰＩ控??制器對匕進行控制，最后經過空間矢量脈寬調??制（ＳＶＰＷＭ）產生ＳＡＰＦ橋臂開關管的控制信號，??實現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控制器調節(jié)ＳＲＦ的??旋轉速度叫，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??而實現了對電網電壓的鎖相。??Ｆｉｇ．?２?Ｃｏｎｔｒｏｌ?ｂｌｏｃｋ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ＳＲＦ－ＰＬＬ??對于平衡無畸變的電壓，ＳＲＦ－ＰＬＬ可以進行??精確快速地鎖相。當電壓不平衡時中含有頻??率為２＾的交流分量；當電壓存在秘±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ＰＬＬ，增加提取電網電壓的正序分??

【參考文獻】：
期刊論文
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