單同步坐標系軟件鎖相環控制器參數設計

　　：針對復雜的鎖相環控制器參數設計問題，提出了一種簡單實用的控制器參數設計方法。 在分析三相鎖相環原理的基礎上，對單同步坐標系軟件鎖相環控制結構進行微偏線性化處理，求出其控制器等效傳遞函數為典型 ＩＩ 型系統，按照典型 ＩＩ 型系統參數設計原則推導出連續系統下的 ＰＩ 參數設計公式。 通過對連續系統控制器離散化處理，推導出一套簡單實用的數字系統三相軟件鎖相環控制器參數設計公式。 建模仿真結果表明，鎖相環系統動靜態性能優越，驗證了由該公式設計 ＰＩ 參數的合理性與實用性。

　　為實現對網側有功功率和無功功率的控制，電池儲能系統、太陽能發電等含并網變換器的系統接入電網時，需要對電網電壓、相位和頻率進行實時準確的跟蹤。 鎖相環是并網變換器的重要組成部分，其性能的優劣直接影響到系統的并網控制性能。 由于鎖相環在并網變換器中的重要性，許多學者對鎖相環進行了研究。 文獻［１ －３］闡述了三相數字鎖相環的基本原理并對三相鎖相環的基本性能及各種干擾下的輸出誤差進行了較全面的分析。 文獻［４ －５］分別研究了單／雙同步坐標系軟件鎖相環的仿真模型，針對電網電壓三相平衡和不平衡情況，對單／雙同步坐標軸系下軟件鎖相環的運行性能進行了仿真比較。 文獻［６］提出了一種采用 ＤＳＰ 實現三相鎖相環的方法，并分析了數字系統中軟件鎖相環的性能。 文獻［７］對單同步旋轉坐標變換的三相鎖相環技術在儲能系統中的應用進行了研究。 文獻［８］在單同步旋轉坐標鎖相環結構中加入了前饋環節以提高鎖相環在頻率波動較大情況下的跟蹤速度。 上述文獻大部分是關于三相鎖相環的結構設計、原理分析和性能研究，而關于鎖相環 ＰＩ 控制器參數設計的方法鮮有提及。 由于鎖相環系統為非線性系統，因此增加了控制器參數設計的復雜性。筆者就三相鎖相環控制器參數設計問題展開研究，對單同步坐標系三相軟件鎖相環采用了微偏線性化近似處理。 在此基礎上推導出一套簡單、實用且適用于數字系統的三相軟件鎖相環控制器參數設計公式。 利用該組公式可以很方便地整定出三相軟件鎖相環的控制器參數。 建模仿真結果表明，由該套公式計算出的 ＰＩ 參數能使三相鎖相環具有快速準確的鎖相效果。