A Luenberger observer-based phase locked loop for single-phase systems under harmonic disturbances
A Luenberger observer-based phase locked loop for single-phase systems under harmonic disturbances
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谐波干扰下单相系统基于 Luenberger 观测器的锁相环
DOI：
10.1016/j.ijepes.2019.105528
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发表时间：
2020-03
影响因子：
5.2
通讯作者：
Zhang Juxiang
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Dai Zhiyong;Zhang Zhen;Yang Yongheng;Blaabjerg Frede;Yao Xin;Zhang Juxiang
单相系统中的谐波对基于正交信号发生器的锁相环（QSG-PLL）的性能提出了挑战。本文提出了一种基于Luenberger分频器的锁相环（LO-PLL）来解决这个问题。所提出的方法增强了谐波抑制能力时，估计的基本电网电压，从而导致改善系统的谐波抑制鲁棒性。详细地说，改进是通过本文数学建立的积分电网电压实现的。随后，采用观测器产生基波电网电压及其正交信号。所得到的两个同步信号对任意阶谐波干扰，特别是间谐波和噪声具有很强的鲁棒性。更重要的是，由于观测器的极点可以灵活设计，整个锁相环系统可以保证快速的动态和强大的谐波鲁棒性。实验验证了所提出的本振锁相环的高谐波免疫力和快速动态性能。
Harmonics in single-phase systems challenge the performance of quadrature signal generator-based phase-locked loops (QSG-PLLs). This paper proposes a Luenberger observer-based PLL (LO-PLL) to address the issue. The proposed method enhances the harmonic suppression capability when estimating the fundamental grid voltage, thus leading to improved system harmonic rejection robustness. In detail, the improvement is enabled by the integrated grid voltage, which is mathematically established in this paper. Subsequently, the observer is adopted to generate the fundamental grid voltage and its quadrature signal. The resultant two signals for synchronization are highly robust against arbitrary-order harmonic disturbances, especially for interharmonics and noises. More importantly, as the poles of the observer can be designed flexibly, fast dynamics and strong harmonic robustness can be ensure for the entire PLL system. Experiments verify the performance of the proposed LO-PLL in terms of high harmonic immunity and fast dynamics.
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