计及电网背景谐波的单相系统基波正交信号最优延时构造方法

发布时间：2021-11-10 13:40

　　单相并网逆变器的检测与控制中广泛利用延时构造正交信号,经Park变换,将基波交流量变为同步参考坐标系下的直流量。推导了延时构造基波正交信号所导致的电网背景谐波的变化,建立了含有谐波的单相电压利用延时构造基波正交信号所组成系统的解析表达式,详细研究了谐波在该系统中的变化规律及其Park变换后的阶次变化。综合考虑正交信号延时与滤波时间,给出了电网谐波干扰下单相系统基波正交信号的最优延时构造方法。仿真与实验结果证明了理论分析的正确性。 

【文章来源】：电力自动化设备. 2020,40(12)北大核心EICSCD

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

基于虚拟三相对称系统的正交信号延时构造方法

图2为基于延时构造正交信号与Park变换的单相电压检测原理图，图中1-PLL表示单相锁相环。为了在频率波动时仍能准确计算电压的正交信号，需要将电网电压频率f反馈于延时构造正交信号与MAF，以实现其频率自适应。其中的谐波分析模块实时检测电网电压的谐波畸变情况，根据表3结果确定构造正交信号的最优延时与MAF的滤波窗口宽度，提高系统动态性能。3 仿真研究

为了直观地比较延时导致的谐波分量变化，对只含有h=5次谐波的单相电压利用延时构造正交信号所得系统进行仿真（仿真所得各电压均为标幺值）。在0.002～0.015 s之间加入该谐波，图3为对应的虚拟三相电压。可以看出，经T/4延时法构造的三相电压为对称系统，相电压ua滞后uc120°，h=5次谐波为正序分量；由T/6延时法构造的系统中，相电压ua超前uc，即其变为负序分量；经T/12延时法与微分法得到的三相电压均为不对称系统，由式（7）可知，图3(c）中ub和uc的h=5次谐波的幅值分别升高至ua的倍，图3(d）中ub和uc的h=5次谐波的幅值均升高为ua的倍。图3的仿真结果与表1结论一致，充分说明了延时构造基波正交信号对谐波的影响。设定单相电压为220 V（即1.0 p.u.），频率为50 Hz,0.03～0.08 s之间，电压暂降为0.5 p.u.，相角跳变20°。为了直观地比较Park变换后的谐波阶次变化，仿真中只加入h=5次谐波，U5=0.1 p.u.。图4为MATLAB/Simulink环境下的电压暂降波形。

【参考文献】：
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本文编号：3487361