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摘要：对于并网型风电变流器来说，能够准确而又快速地获得三相电网电压的相位角，从而实现成功并网具有重要的意义。本文分析多种锁相环技术后，***终采用软件锁相环来实现变流器的并网，并在此基础上进一步的优化软件锁相环技术的细节，从而实现风电变流器系统安全可靠的完成并网。

关键词：直***电变流器，SPLL，Z变换

GRID-SIDECONVERTERSPLLINDIRECTDRIVEWINDPOWERSYSTEM

1引言

在永磁直***电变流器的并网过程中，能够准确快速地获得三相电网电压的相位角是保证整个系统具有良好的稳态和动态性能的前提条件。一般采用锁相环来获得电网电压的相位，因此必须设计性能优良的锁相环。

2锁相环

2.1锁相环的概述和基本结构[1,2]

获得电网电压相位角的一般途径是先产生一个与电网电压同步的信号，再通过同步信号获得相位角。产生同步信号的方法有很多，***简单方法是用电网电压作为同步信号，但这种方法会因电网电压波形失真而导致系统输出电压和电流的畸变，甚至影响系统的稳定性，因此不宜采用此方法。一般采用锁相环 (Phase-LockedLoop,PLL)来获得电网电压的相位角。锁相环一般由鉴相器、环路滤波器、压控振荡器及分频器组成，其结构框图如图2-1 所示。其基本工作原理是鉴相器将电网电压和控制系统内部同步信号的相位差信号转变成电压，经过环路滤波器滤波后去控制压控振荡器，从而改变系统内部同步信号的频率和相位，使之与电网电压一致。

图2-1 锁相环的基本结构

2.2锁相环的分类

锁相的意义是相位同步的自动控制，能够完成两个电信号相位同步的自动控制闭环系统叫做锁相环PLL(PhaseLockedLoop)。锁相环技术也称作自动相位控制技术，负反馈环路的结构可以使得其输出信号与参考信号相位同步。其广泛应用于通信、无线电及电力系统自动化等领域，实现信号处理、调制解调、时钟同步、倍频、频率综合等功能。

锁相环可分为模拟锁相环APLL(AnalogPLL)、混合锁相环Mixed-SignalPLL、数字锁相环 DPLL(DigitalPLL)和软件锁相环SPLL(SoftwarePLL)。模拟锁相环是一门成熟的技术，独特的优良性能是它在许多领域得到了广泛的应用。近年来，随着数字技术的发展，逆变电源的全数字化控制也是大势所趋，因此，锁相环也逐渐过渡为数字化。软件锁相环相对于模拟锁相环实现起来更方便，易于移植，同时用软件代替硬件，也节约了成本。本文所述系统正是采用了软件锁相环技术。

2.3三相软件锁相环的基本结构

对于三相电网，采用单相同步的方法很难准确的实现dq坐标系与电网三相电压合成矢量的同步，必须综合三相电压的相位信息。如图2-2所示，当电网电压幅值，即电压合成矢量Us的幅值不变时，Us的q轴分量Usq反映了d轴与电网电压Us的相位关系。Usq>0时，d轴滞后Us，应增大同步信号频率；Usq<0时，d轴超前us，应减小同步信号频率；usq=0时，d轴与us同相。因此，可通过控制usq，使usq=0来实现两者之间的同相。基于这一思想，设计了一种采用dsp实现的三相软件锁相环(spll)。每个逆变单元的并联控制器和单机控制器中都有锁相环，在本系统中都是用软件来实现的。[3]< p="