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计及双二阶锁相环动态过程影响的锁相偏差检测及相位补偿
Phase-Locked Loop Deviation Detection and Phase Compensation Considering Dynamic Process of Dual Second-Order PLL
| 作者 | 郑涛刘昱彤章若竹艾静雯 |
| 期刊 | 电工技术学报 |
| 出版日期 | 2025年1月 |
| 卷/期 | 第 40 卷 第 15 期 |
| 技术分类 | 光伏发电技术 |
| 技术标签 | 并网逆变器 三相逆变器 多物理场耦合 |
| 相关度评分 | ★★★★★ 5.0 / 5.0 |
| 关键词 | 新能源并网系统 锁相环 锁相偏差 故障特性 相位补偿 郑涛 刘昱彤 章若竹 艾静雯 电工技术学报 Transactions of China Electrotechnical Society |
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新能源并网系统故障时易引发电压跌落与相位跳变，负荷不均及不对称故障将导致三相电压不平衡，进而引起双二阶广义积分器锁相环（DSOGI-PLL）产生锁相偏差，影响新能源输出特性。本文结合电网电压不平衡下正序相位跳变机理与DSOGI-PLL动态过程，基于小信号模型推导锁相偏差动态解析式，并采用波形拟合法扩展至大相位跳变场景；以光伏逆变器为例，分析PLL动态对输出电流的影响，推导故障电流表达式，提出基于锁相偏差解析的相位补偿策略，实现PCC电压相位的快速准确追踪。Matlab/Simulink仿真验证了该方案的有效性。
当新能源并网系统发生故障时会出现电压跌落并伴随相位跳变,负荷不均衡分配及不对称故障等因素会进一步产生三相电压幅值、相位不平衡的问题,并导致双二阶广义积分器锁相环(DSOGI-PLL)产生锁相偏差,从而对新能源输出特性造成影响.该文首先通过分析电网电压不平衡影响电压正序相位跳变机理,同时考虑 DSOGI-PLL 动态过程影响,基于小信号模型推导得到锁相偏差动态解析式,并根据波形拟合法得到适用于大相位跳变下的锁相偏差解析式;然后以光伏并网逆变器为例,分析PLL动态响应过程对逆变器输出特性的影响,推导了逆变器出口故障电流解析表达式,进而提出了基于锁相偏差动态解析式的相位补偿方案,实现了PLL在动态追踪过程中对公共耦合点(PCC)电压相位的快速同步追踪;最后基于Matlab/Simulink仿真验证了所提相位补偿方案的有效性.
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SunView 深度解读
该锁相偏差检测与相位补偿技术对阳光电源SG系列光伏逆变器和ST储能变流器的并网控制具有重要应用价值。文章针对电网不平衡故障下DSOGI-PLL的动态偏差问题，提出基于解析模型的快速相位补偿策略，可直接应用于阳光电源跟网型GFL控制算法优化，提升弱电网和故障工况下的锁相精度与动态响应速度。该技术对PowerTitan大型储能系统在电网扰动时的快速穿越能力、SG逆变器的故障电流控制精度均有显著改善作用，特别适用于高比例新能源渗透场景下的相位跳变抑制，增强产品的电网适应性与并网稳定性。