电压畸变和不平衡状态下无锁相环UPQC补偿量检测方法

1、 第5期 + + ，u1b ：5.35 V div u1a + u1a + u1b 周海亮 ， 等 ： 电压畸变和不平衡状态下无锁相环 UPQC 补偿量检测方法 ference and Exhibition ：Asia and Pacific. Dalian ，China ：IEEE PES ，2005 ：1-5. 2 姚亮 ， 胡再超 ， 杭泱 . 常 见 傅 里 叶 变 换 的 滤 波 性 能 分 析 J . 电 力 自动化设备 ，2008 ，28 （1 ）：73-76. YAO Liang ，HU Zaichao ，HANG Yang. Performance analysis of t

2、 ：10 ms div （d ） 基波正序电压 filtering algorithms based on Fourier transform J. Electric Power Automation Equipment ，2008 ，28 （1 ）：73-76. 3 SANGEETHAPRIYA S ，PRABHAKAR M. Harmonic + + i1a p，i1b p：0.95 A div + i1a p + i1b p detection using wavelet transform C Proceedings of International Joint Conference

3、on Neural Networks. Montreal ，Canada ：IEEE ，2005 ： 2228-2231. 4 HIROFUMI A，YOSHIHIRA K，AKIRA N. Instantaneous reactive t ：10 ms div （e ） 基波正序有功电流 uca，ucb：0.265 V div uca ucb power compensators comprising switching devices without energy storage components J . IEEE Transactions on Industry Applica ti

4、ons ，1984 ，20 （3 ）：625-630. 5 韦钢 ， 陈森环 ， 蔡阳 ， 等 . 基于瞬时无功功率理论的三相不平衡负 荷补偿 J . 电力自动化设备 ，2010 ，30 （2 ）：59-63. WEI Gang ，CHEN Senhuan ，CAI Yang ，et al. Compensation for three phase unbalanced load based on instantaneous reactive power theory J . Electric Power Automation Equipment ，2010 ，30 （2 ）：59-63. 6

5、 张亮 ， 蔡旭 . 并联型有源滤波器三相谐波电流的全数字化快速提 取 J . 电力自动化设备 ，2010 ，30 （6 ）：59-62. ZHANG Liang ，CAI Xu. Quick harmonics extraction based on pure digital signal processing technology for three phase shunt APFJ. Electric Power Automation Equipment，2010，30（6）：59-62. 7 SUH Yongsug，TIJERAS Valentin，LIPO T A. A nonlin

6、ear control of the instantaneous power in dq synchronous frame for PWM AC-DC converter under generalized unbalanced operating conditions CConference Record of the Industry Applications Conference ， 37th IAS Annual Meeting. S.l. ： IEEE ， 2002 ： 1189 - 1196. 8 刘水 强 ， 张 颖 ， 陈 继 业 . 基 于 同 步 坐 标 的 有 源 电

7、力 滤 波 器 检 测 策 略 J . 电力自动化设备 ，2009 ，29 （11 ）：41-44. LIU Shuiqiang ，ZHANG Ying ，CHEN Jiye. Detection strategy for APF based on synchronous-reference-frame method J . Electric Power Automation Equipment ，2009 ，29 （11 ）：41-44. 9 童立 青 ， 钱 照 明 ， 彭 方 正 . 同 步 旋 转 坐 标 谐 波 检 测 法 的 数 学 建 模 及数字实现 J . 中国电机工程学报 ，

8、2009 ，29 （19 ）：111-117. TONG Liqing，QIAN Zhaoming，PENG Fangzheng. Synchronous reference frame harmonic detection modeling and digital realization J . Proceedings of the CSEE ，2009 ，29 （19 ）：111-117. 10 NAIDU S R，MASCARENHAS A W，FERNANDES D A. A software t ：10 ms div （f ） 电压补偿量 ica，icb：0.32 A div ica

9、 icb t ：10 ms div （g ） 电流补偿量 图 7 实验结果 Fig.7 Experimental results 实验结果显示，利用无锁相环进行 UPQC 电压和电 流补偿量的检测可以准确分离出基波正序电压和 基波正序有功电流分量 ， 两者虽相位基本一致 ， 但仍 存在一定误差 ， 分析误差来源为 ： 微处理器中计数器 的量化误差 ； 中断响应时间的分散性 ； 信号周期测量 不准确和滞后 ； 信号采样 、 调理 、ADC、 补偿量计算以 及 DAC 造成延时 。 6 结论 a. 本文提出的电网电压畸变和不平衡条件下无 锁相环电压 、电流补偿量检测方法利用虚拟正余弦函 数获取单位

10、基波正序电压，直接求取电压补偿量 ，并利 用其结果进行基波正序有功电流的分离 ，能够准确检 测电压 、电流补偿量 ，与现有无锁相环相比 ，简化了运 算 ，进一步改善了动态性能和准确度 。 b. 本文仍然采用了低通滤波器 ，会给最终结果的 检测造成一定的延时 ，因此如何采取延时补偿措施是 进一步的研究方向 。 参考文献 ： 1 JIANG Xu，XIAO Xiangning，LIU Hao，et al. The output spectrum phase-locked loop for unbalanced and distorted utility conditions C 2004 Inte

11、rnational Conference on Power System Technology. Singapore ：IEEE ，2004 ：999-1004. 11 周鹏 ，贺益康. 电网电压不对称且谐波畸变时基波电压同步信号 的检测 J . 仪器仪表学报 ，2010 ，31 （1 ）：78-84. ZHOU Peng ，HE Yikang. Synchronization signal detection of fundamental voltage under harmonic distorted grid voltage conditions J. Chinese Journal o

12、f Scientific Instrument ，2010 ，31 （1 ）：78-84. 12 RODRIGUEZ P，POU J，ERGAS J，et al. Decoupled double synchronous reference frame PLL for power converters control J . IEEE Trans on Power Electronics ，2007 ，22 （2 ）：584-592. 13 田桂珍 ， 王 生 铁 ， 林 百 娟 ， 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 J . 电气传动 ，20

13、10 ，40 （7 ）：53-57. TIAN Guizhen ，WANG Shengtie ，LIN Baijuan ，et al. Design of phase locked loop based on double synchronous reference frame under unbalance grid voltage in wind power systems J . Electric Drive ，2010 ，40 （7 ）：53-57. analysis of high-power multilevel voltage source converters using do

14、uble Fourier series C Transmission and Distribution Con - 电 力 自 动 化 设 备 14 张 学 广 ， 徐 殿 国 ， 李 伟 伟 . 一 种 适 用 于 电 网 不 平 衡 故 障 情 况 的 数字锁相环 J . 电气应用 ，2009 ，28 （6 ）：54-58. 第 32 卷 three-phase circuit J . Electrical Measurement & Instrumentation ，2010 ，47 （553 ）：43- 47. ZHANG Xueguang ，XU Dianguo ，LI We

15、iwei. A digital phase locking loop applying to unbalance situation of the grid J . Electrotechnical Application，2009 ，28 （6 ）：54-58. 15 袁志昌 ， 宋强 ， 刘文华 . 改善动态相位跟踪和不平衡电压检测性 能的改进软锁相环算法 J . 电网技术 ，2010 ，34 （1 ）：31-35. YUAN Zhichang ，SONG Qiang ，LIU Wenhua. A modified soft phase lock loop algorithm improv

16、ing the performance in dynamic phase tracking and detection of unbalanced voltage J . Power System Technology，2010 ，34 （1 ）：31-35. 16 丁菊霞 ， 张华俊 ， 张秀峰 . 基于平均值理论的无锁相环三相电路 谐波电流检测方法 J . 电测与仪表 ，2010 ，47 （553 ）：43-47. DING Juxia，ZHANG Huajun，ZHANG Xiufeng. A harmonicsdetection method without PLL and based

17、 on average theory in 作者简介 ： 周海亮 （1985 - ）， 男 ， 山东潍坊 人 ， 博 士 研 究 生 ， 研 究 方 向 为电能质量分析与控制技术 （E-mail ：gaoge2004 ）； 万 健 如 （1950 - ）， 男 ， 天 津 人 ， 教 授 ， 博 士 研 究 生 导 师 ， 研 究 方 向 为 电 能 质 量 监 测 与 控 制 、 现代电力电子变换技术和电 磁兼容可靠性等 ； 李树超 （1986 - ）， 女 ， 天津人 ， 硕 士 研 究 生 ， 研 究 方 向 为 电 能质量分析与控制 ； 李 彬 （1987- ）， 男 ， 山 东 潍

18、坊 人 ， 硕 士 研 究 生 ， 研 究 方 向 为电梯节能控制技术 。 Compensation detection for UPQC without PLL under voltage distortion and unbalance ZHOU Hailiang ，WAN Jianru ，LI Shuchao，LI Bin （School of Electrical Engineering and Automation ，Tianjin University ，Tianjin 300072 ，China ） Abstract ： Aiming at the limitations of

19、PLL under voltage distortion and unbalance of power grid ，a kind of compensation detection without PLL is proposed for UPQC ，which，based on the list of virtual sine and cosine functions built in DSP，carries out the synchronous coordinates transformation for three-phase voltage of power grid to get t

20、he positive-sequence voltage component of unity fundamental ， and then calculates the compensating voltage and separates the positive -sequence active current component of fundamental. Both the PLL of grid voltage and the synchronous coordinates transformation for grid current are cancelled ， compar

21、ed with existing PLL-less detection，it is simpler，faster，more accurate and reliable. Its effectiveness and applicability to UPQC are verified by simulative and experimental results. Key words： UPQC； voltage distortion and unbalance ； phase locked loops ； compensation detection ； power quality ! （ 上接

22、第 42 页 continued from page 42 ） Detection of islanded microgrid based on double criterions LI Jun1,2，HUANG Xueliang1，CHEN Xiaohu2，XIE Miao1，XU Wen1 （1. Electrical Engineering School ，Southeast University ，Nanjing 210096 ，China ； 2. School of Electric Power Engineering ，Nanjing Institute of Technology ，Nanjing 211167 ，China） Abstract ： The rapid ，reliable and slightly-perturbing detection of islanded microgrid is essential for its seamless transition b