目录

一、锁相环的简介

二、dq坐标系

三、SOGI生成αβ坐标系

四、SOGI-PLL

五、SOGI-PLL的仿真

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一、锁相环的简介

  进入21世纪，随着资源、环境问题的日益加剧，以太阳能、风能和热电联产等为代表的可再生、清洁能源纷纷通过逆变器以分布式电源的形式并入电网。电网电压的相位、频率是保证分布式电源并网系统可靠运行而必须获得的重要参数。准确及时的电网电压相位和频率信息，不仅可用来计算并网运行时控制信号的参考值，也可以在并网/孤岛切换过程中用来减少对电网的冲击作用。PLL作为一种闭环反馈控制系统，以其可以在一定范围内良好地使输出相位和频率跟踪输入信号而被广泛地应用在并网逆变器

二、dq坐标系

   图中，交流电Us = Vα = Xm*cosθo，我们需要引入DQ坐标系的概念分析

三、SOGI生成αβ坐标系

   图为SOGI的环路图，v为交流电输入电压的幅值，α应该与v相等，β滞后90°。下面，使用PSIM搭建仿真

 SOGI的环路图，使用PSIM仿真实现，

 Vgrid_s是电网电压，Vas是Vα，Vbs是Vβ，可以看出已经达到目的。

这个仿真中唯一可以调制的参数是K，参数k会影响系统的滤波效果。降低k值，会使系统的带通变窄，即滤波效果被加重。但是，由图6可以看出，过小的k值，会使系统的响应变慢。

四、SOGI-PLL

 

总结一下，在αβ的静止坐标中，dq轴和电网都是以各自的角速度w旋转，PLL控制环路的目的是将dq轴与交流电以相同的角速度旋转并且使得Vq=0（这样他们的相位差为0）。所以上图PI控制器的error=Vq。当error=0时，由dq轴的角速度得出电网频率f=2π/w，由dq轴的角速度的积分得出相位θ=mod(wt)，然后得出一个Vpll=cosθ的波形一直同步电网

五、SOGI-PLL的仿真

1. 验证频率和相位的阶跃响应

Vgrid_s是电网，Vpll是锁相参考电压，f_s是频率，切换三次输入源（由50Hz变为65Hz,再变为35Hz，再更改其相位超前90°）Vq都能最终等于0，完成锁相,

2. 验证对于含高次谐波的锁相完整度