电网失真下单相锁相环存在的问题

1.单相SOGI-PLL分析

单相SOGI—PLL结构的提出，是为了替代Delay-PLL、Hilbert—PLL和Park—PLL这些已有的SRF-PLL结构。相对而言，采用SOGI-OSG结构，不仅算法简单，而且可以无延时地获得两个严格正交的正弦信号，对电网输入的杂波有较好的滤波功效，对电网电压的频率波动也有自适应功能。所以基于SOGI-OSG结构的SOGI—PLL具有更好的锁相性能。但是传统的单相SOGI—PLL仍然无法满足日益复杂的电网环境，所以基于单相SOGI-PLL改进型的CSOGI-PLL结构，它不仅具备了SOGI-PLL所没有的直流分量滤除能力，而且极大地提高了锁相环的谐波抑制能力和动态响应速度。

2.单相SRF—PLL原理

单相SRF—PLL共由4部分组成：正交信号发生器(OSG)、鉴相器(PD)、环路滤波器(LF)和压控振荡器(VCO)。OSG根据输入的单相
电网电压信号产生一对相互正交的正弦信号；PD基于同步旋转坐标变换来检测输入和输出的相位差；LF采用PI控制器来实现滤波；VCO则利用积分器来获得输出相位，并反馈至PD进行负反馈调节。

3.单相SOGI-PLL存在的问题

SOGI—PLL一直以来都是单相锁相环的研究热点，其结构简单，具有比较低的计算负担，而且还具备一定的谐波抑制能力和电网频率自适应能力。但是目益复杂的电网环境，如直流分量、谐波干扰和频率波动等单相SOGI-PLL会存在一些问题。

3.1 单相SOGVPLL存在的谐波摔制问题

参数k与SOGI-OSG的滤波强度和带宽息息相关。k值越小，系统带宽就越小，但滤波能力反而越强；反之，k值越大，系统带宽越大，滤波特性则越差。而带宽的大小将直接影响系统动态性能，一般认为系统带宽越大，系统响应的快速性就越好，动态响应时间也就越短；反之，系统带宽越小，系统响应速度就越慢，响应时间就越长.

3.2 单相SOGI—PLL存在的直流分量问题

Galp(s)和Gbelta(s)滤波性能的不对称性还带来了另一个问题，Galp(s)为带通滤波器，Gbelta(s)为低通滤波器，所以对于Vin中的直流分量，Galp(s可以很好的滤除，但Gbelta(s)不能，输出的Vbelta中将含有直流分量。
最简单的方法就是在SOGI—OSG中增加低通滤波器(Low—pass Filteg LPF)来消除Vbelta中的直流分量。

3.3 单相SOGI—PLL存在的频率自适应问题

单相SOGI—PLL采用反馈LF模块输出瞬时角频率w的方法来实现锁相环的频率自适应。该方法不仅简单，而且适用范围广，可以解决大多数
SRF—PLL的频率自适应问题。但此方法往往会因为引入了新的负反馈回路而降低系统整体的带宽，最终影响系统的动态和稳态性能。单相SOGI—PLL，当Vin的频率从50Hz突变到55Hz后，锁相环最终可
以达到新的稳态，频率锁定在55Hz，但是系统的动态调整时间较长，至少在2个半周期以上。因此，为获得快速的动态响应速度，需要设计新的方法来解决SOGI-PLL的频率自适应问题。
最简单的方法就是在SOGI—OSG中增加锁频环来自适应SOGI的中心频率。