自适应锁相环在分次谐波检测中的优化及应用

发布时间：2016-10-26 06:57

自适应锁相环在分次谐波检测中的优化及应用

摘要：文章主要研究了自适应锁相环在分次谐波检测中的优化及应用。本文首先从自适应锁相环检测原理及功能出发，对其在分次谐波检测中的作用进行探究；其次，结合算法模型，对基于自适应锁相环的分次谐波检测体系进行优化，深入分析了其在分次谐波检测中的应用效益。文章对提升分次谐波检测准确性、可靠性具有一定的贡献性作用。

关键词：分次谐波检测；自适应锁相环；优化；应用

前言

电网电能质量直接影响者国家社会和经济的发展，在电网建设中占据至关重要的位置。自适应锁相环能够有效提升分次谐波检测的科学性和准确性，全面把握电网电流畸变产生的谐波状况，分析电网电能质量，形成针对性补偿措施，已经成为新时期人们关注的焦点。

一、自适应锁相环概述

（一）自适应锁相环的原理

自适应锁相环主要包括传统锁相环模块、噪声评估模块、系统调整模块三部分。
传统锁相环模块由鉴相器、环路滤波器等组成，通过鉴相器确定低通滤波的相位差，通过环路滤波器去除低通滤波中的噪声就干扰成分，再配合压控振荡器将环路入锁，从而形成稳定的闭环系统；噪声评估模块通过分析环路滤波器带宽与不同噪声下参数跟踪速度的关系进行噪声分析，在上述基础上结合具体环境噪声大小获得准确的带宽及速度；系统调整模块主要依照环境状况对环路滤波器进行调整，在噪声评估数据上自适应调整带宽，其具体状况见图1。
图1  自适应锁相环结构
（二）自适应锁相环的功能
自适应锁相环中的环路滤波器能够滤除误差信号中的高频分量，为锁相环路提供一个短期的记忆，对环路的校正速度起到调节作用，能够有效改善电网电能质量。在对其进行应用的过程中人员需要把握好电阻、电容和运算放大器等线性元件的组成，保证环路滤波器功能正常，如 RC 积分滤波器、无源比例积分滤波器、有源比例积分滤波器等。
相关资料显示：自适应锁相环环路滤波器的阶数越高，对应锁相环的跟踪性能越强大。自适应锁相环一阶环路滤波器能够通过设置相应环路滤波器系数c1、c2自动调整噪声宽带，从而改善噪声控制效果，降低谐波对电网电能的影响，其具体设定方法如下：
将滤波器的传递函数引入到锁相环中，依照标准形式对锁相环传递函数进行计算和整理，则
其中ωn、T分别对应锁相环的自然角频率和环路调整时间间隔，可根据系统要求进行取值，设计中取T为采样时间间隔，即每个点调整一次ζ取常用值0.707，k0、kd分别对应鉴相增益和相位控制灵敏度，BL表示环路噪声等效带宽。

在调整系数c1、c2后，噪声宽带随之改变，常规环路噪声等效宽带通常选取为BL≤0.1RL的值，其中RL的值为信息数据速率。

二、基于自适应锁相环的分次谐波检测

三、总结

自适应锁相环在分次谐波检测过程中可以明显提升分次谐波检测效益，实现准确锁相，全面改善频率追踪状况，，已经成为新时期有源电力滤波器分次谐波检测的重要内容。在对该检测方法进行应用的过程中人员要全面把握自适应锁相环原理，对基于ANF的单项多模块并联算法结构进行合理应用，将两者有效融合在一起，从根本上改善分次谐波参数计算的可靠性、准确性和有效性。

参考文献：略


本文编号：153553