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申请/专利权人：河南理工大学
摘要：本发明涉及一种高渗透率下基于二阶振荡环节的锁相环控制电路，属于电子电路领域。利用锁相环输出相角与扰动量之间的函数关系揭示了系统鲁棒性下降的主要原因，剖析了传统前置滤波器锁相环存在的主要弊端。鉴于此，提出了一种基于二阶振荡环节的新型锁相环设计方案，并推导了新型锁相环的等效传递函数，同时给出了具体的参数设计方法。理论分析表明：所提新型锁相环拥有和传统前置二阶低通滤波器锁相环相同的谐波衰减特性，系统鲁棒性得到保证，并且无需额外的相位补偿环节即可实现并网公共点单位功率因数入网。最后，通过仿真结果验证了所提新型锁相环设计方案的有效性。
主权项：1.一种高渗透率下基于二阶振荡环节的锁相环控制电路，其特征在于：该电路包括LCL滤波器、电网阻抗、电网电压、直流母线电压、并网点电压和新型PLL环节；等效控制回路的闭环传递函数gs和误差传递函数es分别为： 其中，Ug为ugs的幅值，c1、c2、c3为二阶振荡环节参数，kt为比例增益；θ表示输出相角；θg表示参考输入量；设参考输入量θg为单位阶跃信号，输出相角θ对扰动量I2Lgω部分的传递函数pe-XPLLs为： 其中，I2表示并网电流给定幅值，Lg表示电网阻抗，Um为并网点电压的幅值；同理，前置GLPFs锁相环输出相角θ对扰动量I2Lgω部分的传递函数pe-LPFPLLs为： 其中，kp-PLL为传统PLL环节中PI控制器的比例系数；ki-PLL为传统PLL环节中PI控制器的积分系数；GLPFs为前置二阶低通滤波器；通过αβdq坐标变换，得udq表达式为： 采用小信号分析法对式14中uqt进行线性化处理，有： 求解其小信号模型，得： uβ滞后uα90°，即应用欧拉公式，有：对式16进行化简和拉普拉斯变换，得： 其中，ω0为准PR电流控制器的谐振角频率；联立式17和式18，求得： 采用同样的方法对并网电流参考值iref进行分离扰动线性化，处理得到的表达式为： 联立式19和式20，求得到的函数关系表达式为： 式中，对单相并网逆变器而言，GXPLLs为新型PLL环节的等效传递函数。
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