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申请/专利权人：河南理工大学

摘要：本发明涉及一种弱电网下基于一阶复矢量滤波器的锁相环补偿控制电路，属于电子电路领域。在锁相环与公共耦合点电压前馈通道前串联该新型一阶复矢量滤波器，利用并网系统的等效阻抗模型进行稳定性分析。理论分析表明，该方法减小了电网阻抗以及锁相环带宽等扰动量对逆变器等效输出阻抗的影响，在电网阻抗宽范围变化时仍可使控制系统具有足够的稳定裕度，提高并网逆变器的鲁棒性。最后，通过仿真结果验证了该方法的有效性。

主权项：1.一种弱电网下基于一阶复矢量滤波器的锁相环补偿控制电路，其特征在于：该电路为在锁相环与公共耦合点电压前馈通道前串联新型一阶复矢量滤波器；构造改进控制环节传递函数为：GTs＝Gps·Gqs7其中，Gps为一阶复矢量滤波器，Gqs起到补偿滤波器引入而带来相位差的作用；为使系统在基频处幅值与相位无偏差，设计该一阶复矢量滤波器的传递函数为： 其中 由式8看出，Gps为复矢量表达式，给控制策略实现带来一定困难；j代表幅值不变，相位正向旋转90°；在аβ静止坐标系中，中间变量mа和mβ为正交变量，利用mа＝jmβ这一关系来实现复数j；把一阶复矢量滤波器环节放置于аβ静止坐标系下，考虑到а轴与β轴的对称和正交特点，可以对其输入和输出进行复矢量处理，并假设该环节输出为uа和uβ，则它看成一个单输入单输出的复矢量滤波器；则有 由式8和式10得 式中 由Gps的表达式看出，其在50Hz处幅值为0dB；为得到最优相位补偿，需要对参数a、b进行设计，并且考虑到实际电网中电网频率会出现波动，为保证该一阶复矢量滤波器的有效性，根据带宽频率-3dB的定义，有：|Gp[jω0±2πfc|＝10-32013式中，fc为电网频率波动范围；由式13得到参数a、b所满足的关系式a2+b2≈2πfc214为使加入改进控制策略后并网逆变器系统不含右半平面的零点或者极点，a和b须大于0；把s＝jω0代入式8得 推导出一阶复矢量滤波器Gps在基波频率处的相位以及相位取值区间为 令s＝jω0±2πfc，根据式8得Gps的幅频特性为 由式16和式17知，参数a、b变化会使一阶复矢量滤波器在f0处的相位随之发生改变，变化范围在0°到90°之间；此外，a、b变化并不会使滤波器的幅值曲线有所变化，其幅值仅和fc有关；该滤波器引入后会在基频处产生额外的相位差，为使系统能够实现单位功率因数并网，后续还要添加额外的相位补偿环节Gqs；综合考虑，为使后续相位补偿环节设计简单，且保证并网逆变器具有充足的相位裕度，设定参数a＝b。

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