面向单相并网逆变器的改进型二阶广义积分器锁相环控制方法研究

doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2026.05.002

电器与能效管理技术 ›› 2026, Vol. 0 ›› Issue (5): 8-16.doi: 10.16628/j.cnki.2095-8188.2026.05.002

面向单相并网逆变器的改进型二阶广义积分器锁相环控制方法研究

叶灵¹, 陈仕荣², 叶鹏², 吴自然¹^,³, 梁步猛², 陈冲¹^,³

¹ 温州大学全省低压电器智能化与新能源应用重点实验室, 浙江温州 325035
² 浙江聚创智能科技股份有限公司, 浙江温州 325036
³ 温州大学乐清工业研究院, 浙江乐清 325699

收稿日期:2026-03-03 出版日期:2026-05-30 发布日期:2026-06-09
作者简介:叶灵(2000—),女,硕士研究生。研究方向为电力电子。|陈仕荣(1985—),男,研究方向为低压电器。|叶鹏(1970—),男,研究方向为低压电器。
基金资助:
国家自然科学基金项目(U24A20152);浙江省科技计划(2025C02243);温州市重大科技创新攻关项目(ZS2023001)

Research on Improved SOGI-PLL Control Method for Single-Phase Grid-Connected Inverters

YE Ling¹, CHEN Shirong², YE Peng², WU Ziran¹^,³, LIANG Bumeng², CHEN Chong¹^,³

¹ Zhejiang Key Laboratory of Smart Low-Voltage Apparatus and New Energy Application, Wenzhou University, Wenzhou 325035, China
² Zhejiang Juchuang Smartech Co., Ltd., Wenzhou 325036, China
³ Technology Institute of Wenzhou University in Yueqing, Yueqing 325699, China

Received:2026-03-03 Online:2026-05-30 Published:2026-06-09

摘要/Abstract

摘要：

随着新能源并网需求增长,并网逆变器的同步精度和电能质量对电网稳定性影响显著。以提升单相并网逆变器综合性能为目标,研究新型二阶广义积分器锁相环(SOGI-PLL)的控制方法。提出一种结合全通滤波器(APF)和锁频环(FLL)的APF-SOGI-PLL结构,以提高抗干扰能力和频率跟踪性能。采用比例奇次重复控制,以增强谐波抑制能力;采用无源阻尼方法抑制谐振尖峰,以提升系统稳定性。搭建了1 kW并网逆变器的MATLAB/Simulink仿真模型,仿真结果表明,所提APF-SOGI-PLL能有效抑制直流偏置,在电网频率波动时能实现快速频率同步,并网电流总谐波畸变率低于0.70%,综合性能优于对比方法。

关键词: 并网逆变器, 直流分量抑制, 频率自适应, 谐波抑制

Abstract:

With the increasing demand for renewable energy integration,the synchronization accuracy and power quality of grid-connected inverters have a significant impact on grid stability.To improve the comprehensive performance of single-phase grid-connected inverters,the control scheme of the second-order generalized integrator phase-locked loop (SOGI-PLL) is studied.An APF-SOGI-PLL structure combined with an all-pass filter (APF) and a frequency-locked loop (FLL) is proposed to improve anti-interference ability and frequency tracking performance.Proportional odd-harmonic repetitive control is adopted to enhance harmonic suppression capability.A passive damping method is used to suppress resonant peaks and improve system stability.A simulation model of a 1 kW grid-connected inverter is built in Simulink.Simulation results show that the proposed APF-SOGI-PLL can effectively suppress DC offset and achieve fast frequency synchronization under grid frequency fluctuations.The total harmonic distortion (THD) of the grid-connected current is lower than 0.70%,and the comprehensive performance is superior to that of the comparison methods.

Key words: grid-connected inverter, DC component suppression, frequency adaptation, harmonic suppression

中图分类号:

TM561

叶灵, 陈仕荣, 叶鹏, 吴自然, 梁步猛, 陈冲. 面向单相并网逆变器的改进型二阶广义积分器锁相环控制方法研究[J]. 电器与能效管理技术, 2026, 0(5): 8-16.

YE Ling, CHEN Shirong, YE Peng, WU Ziran, LIANG Bumeng, CHEN Chong. Research on Improved SOGI-PLL Control Method for Single-Phase Grid-Connected Inverters[J]. LOW VOLTAGE APPARATUS, 2026, 0(5): 8-16.

图/表 12

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参考文献 25

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参数	数值
输入直流电压/V	400
额定功率/W	1 000
开关频率/kHz	50
载波频率/kHz	25
并网侧电网参数U_g/f₀	220 V/50 Hz

组别	电网电压 THD/%	SOGI-PLL 结构	并网电流 THD/%
A	3.55	传统SOGI-PLL	1.33
		APF-SOGI-PLL	0.53
		FLL-SOGI-PLL	0.50
B	4.32	传统SOGI-PLL	1.34
		APF-SOGI-PLL	0.70
		FLL-SOGI-PLL	0.69
C	3.13	传统SOGI-PLL	1.26
		APF-SOGI-PLL	0.51
		FLL-SOGI-PLL	0.50

面向单相并网逆变器的改进型二阶广义积分器锁相环控制方法研究

Research on Improved SOGI-PLL Control Method for Single-Phase Grid-Connected Inverters

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