單同步坐標系軟件鎖相環(huán)控制器參數(shù)設計

　　單同步坐標系軟件鎖相環(huán)控制器參數(shù)設計

　　：針對復雜的鎖相環(huán)控制器參數(shù)設計問題，提出了一種簡單實用的控制器參數(shù)設計方法。 在分析三相鎖相環(huán)原理的基礎上，對單同步坐標系軟件鎖相環(huán)控制結(jié)構(gòu)進行微偏線性化處理，求出其控制器等效傳遞函數(shù)為典型 ＩＩ 型系統(tǒng)，按照典型 ＩＩ 型系統(tǒng)參數(shù)設計原則推導出連續(xù)系統(tǒng)下的 ＰＩ 參數(shù)設計公式。 通過對連續(xù)系統(tǒng)控制器離散化處理，推導出一套簡單實用的數(shù)字系統(tǒng)三相軟件鎖相環(huán)控制器參數(shù)設計公式。 建模仿真結(jié)果表明，鎖相環(huán)系統(tǒng)動靜態(tài)性能優(yōu)越，驗證了由該公式設計 ＰＩ 參數(shù)的合理性與實用性。

　　為實現(xiàn)對網(wǎng)側(cè)有功功率和無功功率的控制，電池儲能系統(tǒng)、太陽能發(fā)電等含并網(wǎng)變換器的系統(tǒng)接入電網(wǎng)時，需要對電網(wǎng)電壓、相位和頻率進行實時準確的跟蹤。 鎖相環(huán)是并網(wǎng)變換器的重要組成部分，其性能的優(yōu)劣直接影響到系統(tǒng)的并網(wǎng)控制性能。 由于鎖相環(huán)在并網(wǎng)變換器中的重要性，許多學者對鎖相環(huán)進行了研究。 文獻［１ －３］闡述了三相數(shù)字鎖相環(huán)的基本原理并對三相鎖相環(huán)的基本性能及各種干擾下的輸出誤差進行了較全面的分析。 文獻［４ －５］分別研究了單／雙同步坐標系軟件鎖相環(huán)的仿真模型，針對電網(wǎng)電壓三相平衡和不平衡情況，對單／雙同步坐標軸系下軟件鎖相環(huán)的運行性能進行了仿真比較。 文獻［６］提出了一種采用 ＤＳＰ 實現(xiàn)三相鎖相環(huán)的方法，并分析了數(shù)字系統(tǒng)中軟件鎖相環(huán)的性能。 文獻［７］對單同步旋轉(zhuǎn)坐標變換的三相鎖相環(huán)技術(shù)在儲能系統(tǒng)中的應用進行了研究。 文獻［８］在單同步旋轉(zhuǎn)坐標鎖相環(huán)結(jié)構(gòu)中加入了前饋環(huán)節(jié)以提高鎖相環(huán)在頻率波動較大情況下的跟蹤速度。 上述文獻大部分是關于三相鎖相環(huán)的結(jié)構(gòu)設計、原理分析和性能研究，而關于鎖相環(huán) ＰＩ 控制器參數(shù)設計的方法鮮有提及。 由于鎖相環(huán)系統(tǒng)為非線性系統(tǒng)，因此增加了控制器參數(shù)設計的復雜性。筆者就三相鎖相環(huán)控制器參數(shù)設計問題展開研究，對單同步坐標系三相軟件鎖相環(huán)采用了微偏線性化近似處理。 在此基礎上推導出一套簡單、實用且適用于數(shù)字系統(tǒng)的三相軟件鎖相環(huán)控制器參數(shù)設計公式。 利用該組公式可以很方便地整定出三相軟件鎖相環(huán)的控制器參數(shù)。 建模仿真結(jié)果表明，由該套公式計算出的 ＰＩ 參數(shù)能使三相鎖相環(huán)具有快速準確的鎖相效果。