三相电网解耦双同步坐标系锁相环设计开题报告

 2022-09-05 22:58:48

1. 研究目的与意义

未来的电力网络基于大量的新型电力电子和集成电路技术,这意味着应用于分布式发电系统的并网变换器需要仔细设计和控制,从而获得比他们替代的原电力设备更好的性能,其中在控制并网变换器方面,需要考虑如何与三相电网进行较好的同步。

锁相环被广泛应用在功率交流器中,用于获取电网电压的实时相位和频率,从而实现所控变流器与电网电压信号同步的目的。

受到严重扰动后的电力系统,发电和负荷需求出现大的不平衡,可能导致频率波动,而电力系统中的发电与用电设备都需要在额定频率下运行,系统频率变动过大会对整个电网产生严重影响,进而可能导致大停电事故。

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2. 课题关键问题和重难点

本次课题需要熟练使用matlab及有电力电子与自动控制相关的理论基础关键问题:(1)三相电压模型:基于dq变换法,研究建立不对称三相电压在同步坐标系下的表示。

(2)滤波器设计:研究双同步坐标下的正负序解耦提取方法,设计环路滤波器参数,导出双同步坐标下的正负序提取传递函数模型。

(3)研究基于双同步坐标下的正负序解耦提取下的锁相环设计。

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3. 国内外研究现状(文献综述)

传统的过零比较方式结构简单,利于工程实现,但存在的问题是动态响应较差、锁相精度不高[1]。

在理想的电网条件下,高带宽的基于单同步参考坐标系(ssrf)的三相锁相环可以准确并快速地检测到电网电压的幅值和相位,但存在的问题是在电网电压不平衡和畸变条件下,锁相输出存在谐波[2]。

在电网电压含有高阶谐波时,ssrf三相锁相环可以通过适当地降低带宽消除高阶谐波得到比较满意的性能。

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4. 研究方案

对于三相电网解耦双同步坐标系锁相环设计,首先我要对电力系统、双同步参考坐标系、解耦网络、锁相环、MATLAB有一个初步的了解,接着查找有关三相电网解耦双同步坐标系锁相环的相关文献及资料,从整体把握整个课题,接着尝试设计滤波器参数,利用仿真或实验,验证解耦双同步坐标系锁相环的序分量提取以及频率相角观测性能。

5. 工作计划

第1-2周 翻译相关文献并上传系统,明确课题内容--三相电网解耦双同步坐标系锁相环设计,完成前期文献阅读工作。

第3周 完成开题报告终稿并上传系统,研究同步坐标系锁相环基本原理。

第4周 研究双同步坐标系正负序电压提取基本原理。

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