ＥＬＥＣＴＲ１Ｃ ＤＲＩＶＥ ２０１０ Ｖｏ１．４０ Ｎｏ．７ 电气传动 ２０１０年 第４Ｏ卷 第７期 电压不平衡时风电系统中基于双同步 变换的锁相环设计 田桂珍，王生铁，林百娟，王志和 （内蒙古工业大学信息工程学院，内蒙古呼和浩特０１００５１） 摘要：快速准确地锁定正序基波电压分量的相位和频率是保证风力发电系统中网侧变换器、静止无功补 偿装置安全可靠运行的基础。针对基于单幽坐标变换的锁相环在电压不平衡和畸变时动态过程较差等问 题，提出一种基于解耦双同步参考坐标变换的锁相环设计方法，通过双 ｑ变换和解耦计算检测出不平衡电 网电压中正序分量和负序分量，从而消除电压不平衡的影响。在电压不平衡、电压畸变、频率突变和单相接地 情况下进行了仿真和实验研究，结果验证了所提方法的正确性和有效性。 关键词：锁相环；不平衡电压；同步参考坐标 中图分类号：ＴＭ７６ 文献标识码：Ａ Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｐｈａｓｅ Ｌｏｃｋｅｄ Ｌｏｏｐ Ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｄｏｕｂｌｅ Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｆｒａｍｅ ｕｎｄｅｒ Ｕｎｂａｌａｎｃｅ Ｇｒｉｄ Ｖｏｌｔａｇｅ ｉｎ Ｗｉｎｄ Ｐｏｗｅｒ Ｓｙｓｔｅｍｓ ＴＩＡＮ Ｇｕｉ—ｚｈｅｎ，ＷＡＮＧ Ｓｈｅｎｇ—ｔｉｅ，ＬＩＮ Ｂａｉ－ｊ ｕａｎ，ＷＡＮＧ Ｚｈｉ—ｈｅ （Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｉｎｎｅｒ Ｍｏｎｇｏｌｉａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｈｏｈｈｏｔ ０１００５１，Ｎｅｉ Ｍｏｎｇｇｏｌ，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ａｓｓｕｒｅ ｇｒｉｄ ｓｉｄｅ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ ａｎｄ ｔｈｅ ｓｔａｔｉｃ ｒｅａｃｔｉｖｅ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｏｒ ｉｎ ｗｉｎｄ ｐｏｗｅｒ ｓｙｓｔｅｍｓ ｏｆ ｒｕｎｎｉｎｇ ｓａｆｅｌｙ ａｎｄ ｒｅｌｉａｂｌｙ ｕｎｄｅｒ ｕｎｂａｌａｎｃｅｄ ｇｒｉｄ ｖｏｌｔａｇｅ，ｉｔ ｉｓ ｔｈｅ ｂａｓｉｃ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｐｈａｓｅ ａｎｄ ｆｒｅ— ｑｕｅｎｃｙ ｏｆ ｔｈｅ ｐｏｓｉｔｉｖｅ ｓｅｑｕｅｎｃｅ ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ｏｆ ｇｒｉｄ ｖｏｌｔａｇｅ ａｒｅ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｑｕｉｃｋｌｙ ａｎｄ ａｃｃｕｒａｔｅｌｙ．Ｂｅ— ｃａｕｓｅ ｔｈｅ ｄｙｎａｍｉｃ ｂｅｈａｖｉｏｒ ｏｆ ｔｈｅ ｐｈａｓｅ ｌｏｃｋｅｄ ｌｏｏｐ ｓｙｓｔｅｍ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｓｉｎｇｌｅ ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｆｒａｍｅ （ＳＳＲＦ ＳＰＬＬ）ｉｓ ｄｉｓｓａｔｉｓｆａｃｔｏｒｙ，ａ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｐｈａｓｅ ｌｏｃｋｅｄ ｌｏｏｐ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｄｏｕｂｌｅ ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｆｒａｍｅ （ＤＳＲＦ ＳＰＬＬ）ｗａｓ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ ｔｏ ｄｅｔｅｃｔ ｔｈｅ ｐｏｓｉｔｉｖｅ ａｎｄ ｎｅｇａｔｉｖｅ ｓｅｑｕｅｎｃｅ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ｏｆ ｕｎｂａｌａｎｃｅｄ ｇｒｉｄ ｖｏｌｔａｇｅｓ ｂｙ ｄｏｕｂｌｅ ｄｑ ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ ａｎｄ ｄｅｃｏｕｐｌｉｎｇ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ．Ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｒｅｓｕｌｔｓ ｈａｖｅ ｖｅｒｉｆｉｅｄ ｔｈｅ ｖａｌｉｄｉｔｙ ａｎｄ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓ ｏｆ ｔｈｅ ＤＳＲＦ ＳＰＬＬ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｕｎｂａｌａｎｃｅｄ ａｎｄ ｄｉｓｔｏｒｔｅｄ ｇｒｉｄ ｖｏｌｔａｇｅ，ｔｈｅ ｓｕｄｄｅｎ ｃｈａｎｇｅ ｏｆ ｇｒｉｄ ｖｏｌｔａｇｅ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ａｎｄ ｔｈｅ ｓｉｎｇｌｅ—ｐｈａｓｅ—ｅａｒｔｈｉｎｇ ｆａｕｌｔ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｐｈａｓｅ ｌｏｃｋｅｄ ｌｏｏｐ；ｕｎｂａｌａｎｃｅｄ ｖｏｌｔａｇｅ；ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｆｒａｍｅ（ＳＲＦ） １ 引言 风能是一种清洁的可再生能源，风力发电是 风能利用的主要形式，在世界范围内展现出良好 的发展前景＿】］。现有的风力发电系统可以分为恒 速恒频和变速恒频２类［２。］，前者主要采用鼠笼式 网电压不平衡和畸变情况下安全可靠工作，必须 准确而快速检测电网电压正序基波分量的相位和 频率信号，为控制策略的实施提供必要的信息和 依据。 锁相环（ＰＬＬ）是一种能够实现２个电信号在 相位和频率同步的设备［４］。文献Ｅ２－１对开环锁相 异步发电机，通过软启动器和无功补偿装置并网； 后者一般分为双馈异步发电机加部分功率电力电 子装置接人电网和同步发电机通过全功率电力电 子装置接人电网。为了保证风力发电系统中网侧 系统进行了分析，将三相电压经过变换得到其分 量，从而得到其相角值，这种方法需求得反三角函 数值，计算速度较慢，尤其在系统频率变动和电压 不平衡时，对畸变电压的抑制作用弱，因此无法正 变换器和无功补偿装置（ＳＶＣ，ＳＴＡＴＣＯＭ）在电 确锁相。文献Ｅ５－１提出一种基于三角函数正交性 基金项目：内蒙古自治区高等学校科学技术研究重点项目（ＮＪＯ９Ｏ６３） 作者简介：田桂珍（１９７４一），女，博士研究生，讲师，Ｅｍａｉｌ：ｔｉａｎｇｕｉｚｈｅｎ＠ｉｍｕｔ．ｅｄｕ．ｃｎ ５３ 电气传动 ２０１０年 第４Ｏ卷 第７期 田桂珍，等：电压不平衡时风电系统中基于双同步变换的锁相环设计 以及自适应滤波原理的相位跟踪闭环控制系统， 它克服了模拟锁相环的缺点，但这种方法采用了 傅立叶分析法，使跟踪速度变慢。为解决上述问 题，出现了基于ＰＩ控制的软件锁相环，通过同步 旋转坐标变换跟踪原理，达到相位锁定的目的。 目前软件锁相方法面临的主要问题是：受负 序分量的影响，锁相系统要取得较好的稳态精度， 其中的环路滤波器的截止频率必须取得很低，这 极大地影响了动态响应的速度［６］。为了解决上述 问题，文献［７］采用Ｔ／２和Ｔ／４延时的方法来抵 消电网电压中的直流偏移量和负序分量影响，但 所用的丁是定值，一旦电网频率波动时，该方法 将无法准确锁相；文献Ｅ８］提出一种基于４个加强 性单相锁相（ＥＰＬＬ）的三相锁相环方法，３个 ＥＰＬＬ分别检测三相电网电压和其移相９０。后的 电压信号，利用对称分量法提取电压正序分量，最 后利用１个ＥＰＬＬ跟踪正序分量中Ａ相，该方法 可以消除电压不平衡的影响、具有很强的抑制谐 波能力和频率自适应性，但不能抑制电压中直流 偏移量的影响。 针对实际的风力发电系统，通过分析基于单 幽坐标变换锁相环工作原理和存在的问题，研究 基于双同步坐标变换的锁相环（ＤＳＲＦ ＳＰＬＬ）方 法，通过双 ｑ变换和解耦计算完全消除电压不 平衡的影响，同时在电网电压频率突变和单相接 地等故障情况下也能快速、准确地锁定相位。仿 真和实验验证该方法的正确性。 ２ 基于单ｄｑ坐标变换的锁相环 基于单ｄｑ坐标变换的锁相环（ＳＳＲＦ ＳＰＬＬ） 结构如图ｌ所示，其基本原理为：三相输人电压经 单 ｑ坐标变换得到 和 ，针对 的闭环控制 采用ＰＩ控制器来消除偏差。当“ 一０时，即可实 现输出相位与电网电压相位同步。由于采用闭环 控制，可获得良好的锁相性能。 图１中，ＰＩ环节传递函数为 图１ ＳＳＲＦ ＳＰＬＬ结构框图 Ｆｉｇ．１ Ｂｌｏｃｋ ｄｉａｇｒａｍ ｏｆ ｔｈｅ ＳＳＲＦ ＳＰＬＬ ５４ Ｋｆ㈤一 １＋去） （１） 系统闭环的传递函数为 Ｇ（ ）一 ２ ｇｏ，ｏｓ ＋￣ ｎ２ （２） 其中 （ｕ 一 一是 ／（２∞ ）一Ｊ￣ｐ／２ ＳＳＲＦ ＳＰＬＬ在三相电压平衡且不含谐波的 条件下，取得很好的结果；当出现高次谐波时，降 低锁相环的带宽，谐波对输出的影响基本可以忽 略；但三相电压不平衡时，锁相环的带宽太低，系 统的动态响应速度变得非常慢，不利于该方法的 工程应用。 ３ 不平衡电压矢量在双同步参考坐 标下的分解 在三相电网电压不平衡时，根据对称分量法， 电网电压矢量ｕ （只考虑基波电压）可以描述为 正序、负序和零序电压分量３者的合成，即 ：］：ｕ Ｃ。 ｃ ｏｓ （一ｏａ ｔ＋２。９。＋＜ ）＋ ］＋ ｊ Ｌｃｏｓ（ｗｔ＋１２０。＋ ）Ｊ 『 。ｓ（一ｃｏｔ＋９ ］ ｕ Ｉｌ ｃｃｏ。ｓｓ（（－ｍ ｏｏｏｆｔ－＋１１２２００。。＋ ）ｌ＋ ＋ ）Ｊ 厂ｃ。ｓ（ ＋ ）］ Ｉ ｃｏｓ（￣ｔ＋９。）ｌ （３） ｌｃｏｓ（ｏ￣ｔ＋ｆ￣）ｊ 式中：己， ，Ｕ ， 分别为正序、负序、零序基波 电压峰值； ¨ ＿。， 分别为正序、负序、零序基 波电压的初始相位角。 利用三相静止坐标系到两相静止坐标系变 换，零序分量经过变换后为零，从而抑制了零序分 量的影响。电网电压矢量ｌｌ 在ａ口坐标系下可描 述为 一『 ］一 ＋ ｃ ｏｓ （ ｏａ ｔ＋ ９一Ｇ＋１ Ｌｉｎ＋＋＋ １ ）］＋Ｕ７ ＬＣｉＯ ｎＳ （一－ ｃｏ ｔ＋ ￣０一－ １ ）］ （４） 式中： ， 分别为正序电压和负序电压在 坐标系上的分量。 从式（４）中看出，在ａ 坐标系上电压矢量ｌＩ 可分解为以角频率为 旋转的正序电压分量 和以角频率为一ｃｕ旋转的负序电压分量 组 田桂珍，等：电压不平衡时风电系统中基于双同步变换的锁相环设计 电气传动 ２０１０年 第４０卷 第７期 成，如图２所示。它是由２个旋转坐标系组成：一 个是以角频率为ｃＵ 旋转的ｄ ｑ＋１坐标系，旋转的 ｄ一 ］ Ｌ ‘ Ｊ 广ＣＯＳ（２０ ）］ 广ＣＯＳ ］ ’ Ｉ Ｉ≈己， ｌ ｌ＋Ｕ ｌ （８）ｌ ｌ 。１ Ｉ Ｌｓｉｎ（２０ ）．Ｊ Ｌｓｉｎ 由式（７）和式（８）可以看出，在正向ｄｑ坐标 角度为０ ；另一个是以角频率为一叫 旋转的 ｄ ｑ 坐标系，旋转的角度为一 。分别进行正向 同步由坐标变换和负向同步幽坐标变换，可得 Ｕｓ（ｄ＋１Ｕ ｑ＋１）ｑ＋ｌ一 ｌＬ “］一［Ｉ Ｌ ＋Ｊ＿幽ｌ Ｊ ］ ｑ ＿Ｊ ｓ（ ＝＝＝ｕ Ｌｃｏｓ（ ￣ｏｔ＋ ９＋ １０＇）７＋ ｓｉｎ（￡＋＋一）－ｊ１－ ０ｕ （５） ｉｎ 一 ＋ ．．，一＇ ）］ Ｈｓ（ｄ一… ）ｑ－ 一Ｉ一 Ｌ “ｑ ］ｌ一—Ｌ Ｊ幽一 Ｊｌ岬 ｓ（ ＝＝＝ｕ Ｌｃ ｏｓ （ ｗ ｔ｝－ ｑ￣＋ １ｉｎ＋＋＋＋ ０＇ ）］＋ － ９￣ｃｏｓ（－ｗｔｔ＋ ０＇）ｕ Ｌｉｎ（，（６） ｓ∞￡＋ｌ＋）－Ｊ 其中 ＋ ］一［一 ］ ［ 一『 Ｉ ｓ？１ｎ 一ｃ ｏｎｓ ］Ｉ 。 ． ＋． －Ｏ）一 。 图２基于ＤＳＲＦ的电压矢量图 Ｆｉｇ．２ Ｐｈａｓｏｒ ｄｉａｇｒａｍ ｏｆ ｔｈｅ ＤＳＲＦ 根据ＳＳＲＦ ＳＰＬＬ的锁相原理可知，正序变 换的旋转角 应该尽可能接近于ｏＪｒ＋ ＋１，即有 ￣ｗｔ＋９ ，ｓｉ－ｎ（ｃｏｔ＋ ¨一 ）≈ｃＵ ＋ 一０ ， ｃｏｓ（ｗｔ＋９＋１－－０ ）≈１， — ＋ 。将式（５）和 式（６）整理为 ≥：］≈ｕ ［ ＋ 一 ］＋ ｃｏ ｓ（２ ０＇）ｃｏｓ ７＋ ．ＪＩ一ＣＯＳｃｏｓ（２０ｓｉｎ（２０ ，））＿ ｊＪ 变换下，输出电压的正序分量变成了直流量，负序 分量则变为２ 频率的交流分量；同样，在负向 ｑ 坐标变换下，输出电压的负序分量为直流量，而正 序分量为２∞频率的交流量。因此在电压不平衡 条件下，正向 口坐标变换中 ＋ 不仅含有直流部 分，还有负序分量引起二次谐波。 ４ ＤＳＲＦ ＳＰＬＬ结构模型 通过以上的分析可以知道，不平衡电压在正 负向 ｑ坐标变换下，输出电压之间存在一定的 联系，可以通过解耦计算，提取正序和负序电压分 量。根据式（７）和式（８）可以得到正负序电压的解 耦变换计算公式 ］≈ ］一 一 ［一ｃ ｏｉｎｓ （２ ０＇ ）Ｊ一 一 ｒｓｉｎ（２０ ）－－ ．ｖ Ｉ‰ ＿ｃＯＳ（２ Ｊ ］≈ ：］一 “Ｌｃ ｏｉｎｓ （２ ０＇ ）］ｃ 。 根据以上的推导关系可以得到如图３所示的 ＤＳＲＦ ＳＰＬＬ结构模型，式（９）和式（１０）分别为图 ３中的正、负序电压解耦变换计算公式。 图３ ＤＳＲＦ ＳＰＬＬ结构模型 Ｆｉｇ．３ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｔｈｅ ＤＳＲＦ ＳＰＬＬ 图３中，低通滤波器（ＬＰＦ）的传递函数为 Ｆ㈤一 …） 式中，Ｔ 一１／（乩）；∞为电压基频； 为常数 。 ５５ 电气传动 ２０１０年 第４Ｏ卷 第７期 田桂珍，等：电压不平衡时风电系统中基于双同步变换的锁相环设计 （哥 篷趟世 孽Ｉ ５．２ ＤＳＲＦ ＳＰＬＬ的适应性 ５ 仿真结果 ０ ５．１ ＳＳＲＦ ＳＰＬＬ和ＤＳＲＦ ＳＰＬＬ的比较 设输入三相电压幅值分别为Ｕ。＝０．６（标幺 值），Ｕｂ一１．０（标幺值），／ｄ， 一０．４（标幺值），频率，一 ５０ Ｈｚ，Ａ相初始相位为３Ｏ。，控制器参数选择为： 一０．７０７，∞ 一１５７ ｒａｄ／ｓ，调节时间ｔ 一０．０４５ Ｓ， ｋ。一２２２，ｒ一０．００８ ９９， “一３１４ ｒａｄ／ｓ。ＳＳＲＦ ＳＰＬＬ和ＤＳＲＦ ＳＰＬＬ在ＰＳＣＡＤ／ＥＭＴＤＣ环境 下的仿真结果分别如图４和图５所示。 ～。三三ｊ一 簿０ ●Ｊ （ ／ 一图４ ＳＳＲＦ ＳＰＬＬ的仿真结果 Ｆｉｇ．４ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ＳＳＲＦ ＳＰＬＬ 篓一Ｉ１１ （ａ） （ｂ） （ｃ） （ｄ） ｌ ｎ５ Ｏ －０．５ －Ｉ 幽 （ｆ） 图５ ＤＳＲＦ ＳＰＬＬ的仿真结果 Ｆｉｇ．５ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ＤＳＲＦ ＳＰＬＬ 由图４和图５可以看出，ＳＳＲＦ ＳＰＬＬ受二次 谐波的影响，引起输出相位波形畸变，不能正确锁 定相位；ＤＳＲＦ ＳＰＬＬ通过解耦计算分离出三相 正序电压分量，从而能够抑制负序电压分量的 影响。 ５６ 当ｔ一０．２ Ｓ时，输入电压频率突然变为厂一 ４７ Ｈｚ，仿真结果如图６所示。当ｔ＝＝＝０．２ Ｓ时，Ｃ 相发生单相接地故障，持续时间０．０６ Ｓ，仿真结果 如图７所示。通过以上一 ２图可以看出，ＤＳＲＦ ＳＰＬＬ具有很强的适应能力，频率变化或者发生 瞬时单相接地故障时，也能够进行准确的锁相。一 疽 鬯 出 （ｂ） 盎 三三） 葡 姜。逛一５ ５ 糊一ｌ０ 一１５ 趟０． １８ ０．２２ ０．２６ ＯＩ３ 霉 ｔ／ｓ 几一图６频率变化时ＤＳＲＦ ＳＰＬＬ的仿真结果 Ｆｉｇ．６ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ＤＳＲＦ ＳＰＬＬ ｗｉｔｈ ｖａｒｙｉｎｇ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ 墨 制 罂 一 一以∞ Ｖ＾Ｖ一一 ０ 害 譬 塑出 ｓ毒（ｄ ）ｌ３ ． １８ ０．２２ ０．２６ ０．。 ｔ ｔ ） ∞ 图７单相接地时ＤＳＲＦ ＳＰＬＬ的仿真结果 Ｆｉｇ．７ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ＤＳＲＦ ＳＰＬＬ ｗｉｔｈ ｓｉｎｇｌｅ—－ｐｈａｓｅ—－ｅａｒｔｈｉｎｇ ｆａｕｌｔ ６ 实验结果 为了验证理论分析和仿真结果的正确性，针 对电压不平衡、畸变和单相接地情况对ＤＳＲＦ ＳＰＩ Ｌ进行实验研究。实验系统硬件结构如图８所 示，主要由计算机、Ｃ８０５１Ｆ４１０单片机、三相电压检 ￡ 旭 以 田桂珍，等：电压不平衡时风电系统中基于双同步变换的锁相环设计 电气传动 ２０１０年 第４Ｏ卷 第７期 测与调理电路及测量与显示模块等组成。其中， Ｃ８０５１Ｆ４１０单片机主要功能为三相电压的采样和 Ａ／Ｄ转换，锁相环的控制程序及相位的Ｄ／Ａ转换 和输出；电压检测和调理电路检测实验室三相交 流电压，并将其转换为满足单片机输入要求的电 压信号。软件设计时，三相电压数据采集及锁相 算法安排在中断服务程序中实现，采样周期为 ３００“ｓ。 三相＼、＿ —＿一电压 ｌ检测 计算机 交流 与 （Ｐｃ） 电压／ Ｊ调理 产— 电路 单片机 Ｃ８０５１Ｆ４１０ 图８实验系统硬件结构图 Ｆｉｇ．８ Ｈａｒｄｗａｒｅ ｂｌｏｃｋ ｄｉａｇｒａｍ ｏｆ ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｓｙｓｔｅｍ 实验参数与仿真参数相同，实验结果如图９所 示。从图９中看出，ＤＳＲＦ ＳＰＬＬ可以完全消除电 压不平衡的影响，很好地抑制谐波，电网电压发生 单相接地故障时也可以准确锁定相位。实验结果 验证了理论分析和仿真结果的正确性与可行性。 涨裟： 蹄 ５ＯＯｍｖＢｍＹ ∞Ｉ２０‰４９ （ａ】三相不平衡 （ｂ）电压畸变 （ｃ）单相接地故障 图９ ＤＳＲＦ ＳＰＬＬ的实验波形 Ｆｉｇ．９ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｗａｖｅｆｏｒｍｓ ｏｆ ｔｈｅ ＤＳＲＦ ＳＰＬＬ ７ 结论 随着风力发电的快速发展，其装机容量在电 网中所占比重也越来越大，风力发电对电力系统 的影响也越来越明显。为了保证风力发电系统在 电网异常或故障时安全、可靠运行，必须快速、准 确锁定正序电压基波分量的相位和频率，为网侧 变换器和静止无功补偿装置提供控制基准。本文 研究了基于双同步坐标变换的锁相环方法，在电 网电压不平衡、畸变、单相接地和频率突变等故障 下能快速、稳定地跟踪电网基波正序电压。通过 ＰＳＣＡＤ／ＥＭＴＤＣ软件的仿真和以单片机Ｃ８Ｏ５１一 Ｆ４１０为核心的实验系统的实验研究验证了 ＤＳＲＦ ＳＰＬＬ的正确性和可行性。本文研究的锁 相方法对解决并网型风力发电系统在复杂工况下 的同步问题有一定参考价值。 参考文献 Ｅ１］ＧＷＥＣ．Ｇｌｏｂａｌ Ｗｉｎｄ ２００８ Ｒｅｐｏｒｔ［ＥＢ／ＯＬ］．［２００９—０４— ０９］．ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｇｗｅｃ．ｎｅｔ／ｆｉｌｅａｄｍｉｎ／ｄｏｃｕｍｅｎｔｓ／Ｇｌｏｂ— ａｌ％２０Ｗｉｎｄ ２０２００８ ２０Ｒｅｐｏｒｔ．ｐｄｆ． ［２］Ｂｌａａｂｊｅｒｇ Ｆ，Ｔｅｏｄｏｒｅｓｃｕ Ｒ，Ｌｉｓｅｒｒｅ Ｍ．Ｏｖｅｒｖｉｅｗ ｏｆ Ｃｏｎｔｒｏｌ ａｎｄ Ｇｒｉｄ Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｐｏｗｅｒ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ１－Ｊ］．ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ， ２００６，５３（５）：１３９８一Ｉ４０９． －１３］Ａｒｕｌａｍｐａｌａｍ Ａ，Ｒａｍｔｈａｒａｎ Ｇ，Ｊｅｎｋｉｎｓ Ｎ．Ｔｒｅｎｄｓ ｉｎ Ｗｉｎｄ Ｐｏｗｅｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｇｒｉｄ Ｃｏｄｅ Ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ［Ｃ］ｆ｝Ｓｅｅ— ｏｎｄ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ａｎｄ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ，２００７：１２９—１３３． １－４］Ｈｓｉｅｈ Ｇ Ｃ，Ｈｕｎｇ Ｊ Ｃ．Ｐｈａｓｅ Ｌｏｃｋｅｄ Ｌｏｏｐ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ—ａ Ｓｕｒｖｅｙ１－Ｊ］．ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ， １９９６，４３（６）：６０９—６１５． ［５３周卫平，吴正国，夏立．基波相位和频率的高精度检测及在 有源电力滤波器中的应用Ｉ－Ｊ］．中国电机工程学报，２００４， ２４（４）：９１—９６． ［６３ Ｃｈｕｎｇ Ｓ．Ａ Ｐｈａｓｅ Ｔｒａｃｋｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｔｈｒｅｅ Ｐｈａｓｅ Ｕｔｉｌｉｔｙ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ＩｎｖｅｒｔｅｒｓｒＪ］．ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．ｏｎ Ｐｏｗｅｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ， ２０００，１５（３）：４３１—４３３． １－７］Ｓｉｎｈａ Ｒ Ｋ，Ｓｅｎｓａｒｍａ Ｐ Ｓ．Ｉｍｐｒｏｖｅｄ ＰＬＬ ｕｎｄｅｒ Ｄｉｓｔｏｒｔｅｄ Ｕｔｉｌｉｔｙ Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ［ｃ］∥ＩＥＥＥ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００６：１８４９—１８５２． －１８］ Ｍａｓｏｕｄ Ｋ Ｇ，ＩｒａｖａｎＩ Ｍ Ｒ．Ａ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ｐｏｗｅｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒｓ ｉｎ Ｐｏｌｌｕｔｅｄ ａｎｄ Ｖａｒｉａｂｌｅ— ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓ［Ｊ］．ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｐｏｗｅｒ Ｓｙｓｔｅｍｓ，２００４，１９（３）：１２６３—１２７０． ［９］Ｒｏｄｒｉｇｕｅｚ Ｐ，ＰＯＵ Ｊ，Ｂｅｒｇａｓ Ｊ．Ｄｅｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｏｕｂｌｅ Ｓｙｎｅｈｒｏ— ｎｏｕｓ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｆｒａｍｅ ＰＬＬ ｆｏｒ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ ［Ｊ］．ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｐｏｗｅｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，２００７，２２ （２）：５８４—５９２． 硬福百弼 丽 修改稿日期：２０１０—０１—２６ ５７