PLL megoldások hardveres implementálása és elemzése

A megújuló energiatermelés elterjedésével jelentősen megnőtt a hálózatra csatlakozó teljesítményelektronikai eszközök száma, ami irányítástechnikai szempontból új kihívások elé állította a villamosenergia-rendszert. A teljesítményátalakítók szabályozásának elengedhetetlen része a folyamatos szinkronizáció: ennek helytelen működése a termelő lekapcsolódásához vezethet, ezzel termeléskiesést idézve elő. Fontos, hogy a szinkronműködés mindig, így hálózati zavarok és csökkent feszültségminőséggel járó állapotok során is megvalósítható legyen, ami az egyszerű PLL modellek továbbfejlesztésével érhető el.

Munkám első részében a nemzetközi irodalomban fellelhető PLL algoritmusok közül választottam ki azokat a megoldásokat, melyek lefedik a modern inverteres rendszerekben használt PLL-ek fejlődési irányait. A PLL-eket először szoftveresen modelleztem és vizsgáltam Matlab Simulink környezetben.

A dolgozat második részében a Simulink modelleket hardveresen implementáltam a BME-MVM Smart Power Laboratóriumban, dSpace MicroLabBox laboratóriumi tesztkörnyezet alkalmazásával. Így valós idejű méréseket és teszteket végeztem valódi fizikai környezetben.

A PLL-ek teszteléséhez háromfázisú hálózat emulátort alkalmaztam. A mérések során a következő zavarójeleket vizsgáltam: feszültségamplitúdó és a fázisszög pillanatszerű megváltozása, felharmonikus torzítás, aszimmetria és fehérzaj. A zavarok hatására a PLL-ek frekvencia és szöghelyzet kimenetén megjelenő változásokat vizsgáltam, arra keresve a választ, hogy különböző PLL-ek milyen mértékben képesek zavarás mellett gyors és pontos működésre.

A dolgozat célja bemutatni, hogy a különböző PLL struktúrák segítségével mennyiben javítható az inverteres rendszerek szabályozásának működése zavarokkal terhelt hálózati viszonyok esetén és képet alkotni arról, hogy az egyes megvalósítások milyen negatív tulajdonságokkal rendelkeznek. Az eredmények a szinkronműködés biztosítása mellett az inverterek védelmi algoritmusai szempontjából relevánsak.

szerző

• 
  Tóth Balázs
  Villamosmérnöki szak, alapképzés
  alapképzés (BA/BSc)

konzulensek

• 
  Dr. Divényi Dániel
  egyetemi adjunktus, Villamos Energetika Tanszék
• 
  Dr. Raisz Dávid
  egyetemi docens, Villamos Energetika Tanszék

helyezés