中文引用格式： 俞聰，夏銀水，石守東，等. 基于級聯(lián)型二階廣義積分器的單相鎖相環(huán)設(shè)計(jì)[J]. 電子技術(shù)應(yīng)用，2025，51(1)：113-117.
英文引用格式： Yu Cong，Xia Yinshui，Shi Shoudong，et al. Design of single-phase phase-locked loop based on cascaded second-order generalized integrator[J]. Application of Electronic Technique，2025，51(1)：113-117.
引言
隨著“碳達(dá)峰”和“碳中和”兩個(gè)戰(zhàn)略目標(biāo)的提出，可再生能源在我國得到了前所未有的高速發(fā)展。光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)、風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)也得到了大力發(fā)展，而將以太陽能、風(fēng)能作為能量來源的發(fā)電裝置并入電網(wǎng)，這是對電網(wǎng)同步技術(shù)提出了更高的要求[1-5]。作為系統(tǒng)并網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)，鎖相環(huán)技術(shù)可以實(shí)時(shí)檢測電網(wǎng)電壓的頻率、相位、幅值等重要信息[6-9]。但是面對日益復(fù)雜的電網(wǎng)環(huán)境，鎖相環(huán)應(yīng)在前文所提到的功能基礎(chǔ)之上，有著更強(qiáng)的抗干擾性及更高的精度[10]。
在單相并網(wǎng)系統(tǒng)中，借鑒三相SRF-PLL（Synchronous Reference Frame Phase-locked Loop，SRF-PLL）原理，虛擬正交信號(hào)通常利用正交信號(hào)發(fā)生器（Quadrature Signal Generation，QSG）來生成[11-13]。作為一種較為廣泛使用的單相電網(wǎng)同步方法，SOGI-PLL中的SOGI模塊具有數(shù)字實(shí)現(xiàn)簡單的特點(diǎn)，同時(shí)SOGI也具有一定程度的濾波特性，在生成一對正交信號(hào)時(shí)也能將其中的諧波分量進(jìn)行抑制[14]。除了有以上優(yōu)點(diǎn)，SOGI-PLL也是有明顯缺點(diǎn)的，其對電網(wǎng)電壓中的直流偏置電壓分量十分敏感，而且如果網(wǎng)側(cè)畸變嚴(yán)重，那么其鎖相精度也會(huì)受影響。為解決以上問題，國內(nèi)外學(xué)者也提出了不少改進(jìn)型的SOGI結(jié)構(gòu)：文獻(xiàn)[15]中在前級SOGI中增加積分支路，以抑制直流偏移，但是由于引入?yún)?shù)p，使得正交信號(hào)發(fā)生器參數(shù)設(shè)計(jì)的復(fù)雜程度增大；文獻(xiàn)[16]中在SOGI結(jié)構(gòu)上加入了低通濾波器以消除直流分量和高次諧波，但是低通濾波器的加入會(huì)造成系統(tǒng)延時(shí)。
為解決上述問題，本文提出一種級聯(lián)型SOGI結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)采用三個(gè)SOGI模塊級聯(lián)的形式，且不會(huì)引入新的參數(shù)從而增加設(shè)計(jì)復(fù)雜度，易于實(shí)現(xiàn)。仿真結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果均顯示該結(jié)構(gòu)可有效地抑制直流分量與高次諧波，并快速實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)信號(hào)同步。
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作者信息：
俞聰1，夏銀水1，2，石守東1，2，劉秉澍2，李紅全2
（1.寧波大學(xué) 信息科學(xué)與工程學(xué)院，浙江 寧波 315000；
2.樂歌人體工學(xué)科技股份有限公司，浙江 寧波 315000）
