中文引用格式： 俞聰，夏銀水，石守東，等. 基于級聯型二階廣義積分器的單相鎖相環設計[J]. 電子技術應用，2025，51(1)：113-117.
英文引用格式： Yu Cong，Xia Yinshui，Shi Shoudong，et al. Design of single-phase phase-locked loop based on cascaded second-order generalized integrator[J]. Application of Electronic Technique，2025，51(1)：113-117.
引言
隨著“碳達峰”和“碳中和”兩個戰略目標的提出，可再生能源在我國得到了前所未有的高速發展。光伏發電產業、風力發電產業也得到了大力發展，而將以太陽能、風能作為能量來源的發電裝置并入電網，這是對電網同步技術提出了更高的要求[1-5]。作為系統并網的關鍵技術，鎖相環技術可以實時檢測電網電壓的頻率、相位、幅值等重要信息[6-9]。但是面對日益復雜的電網環境，鎖相環應在前文所提到的功能基礎之上，有著更強的抗干擾性及更高的精度[10]。
在單相并網系統中，借鑒三相SRF-PLL（Synchronous Reference Frame Phase-locked Loop，SRF-PLL）原理，虛擬正交信號通常利用正交信號發生器（Quadrature Signal Generation，QSG）來生成[11-13]。作為一種較為廣泛使用的單相電網同步方法，SOGI-PLL中的SOGI模塊具有數字實現簡單的特點，同時SOGI也具有一定程度的濾波特性，在生成一對正交信號時也能將其中的諧波分量進行抑制[14]。除了有以上優點，SOGI-PLL也是有明顯缺點的，其對電網電壓中的直流偏置電壓分量十分敏感，而且如果網側畸變嚴重，那么其鎖相精度也會受影響。為解決以上問題，國內外學者也提出了不少改進型的SOGI結構：文獻[15]中在前級SOGI中增加積分支路，以抑制直流偏移，但是由于引入參數p，使得正交信號發生器參數設計的復雜程度增大；文獻[16]中在SOGI結構上加入了低通濾波器以消除直流分量和高次諧波，但是低通濾波器的加入會造成系統延時。
為解決上述問題，本文提出一種級聯型SOGI結構，該結構采用三個SOGI模塊級聯的形式，且不會引入新的參數從而增加設計復雜度，易于實現。仿真結果與實驗結果均顯示該結構可有效地抑制直流分量與高次諧波，并快速實現電網信號同步。
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作者信息：
俞聰1，夏銀水1，2，石守東1，2，劉秉澍2，李紅全2
（1.寧波大學 信息科學與工程學院，浙江 寧波 315000；
2.樂歌人體工學科技股份有限公司，浙江 寧波 315000）
