- 选题背景和意义：
近年来，风能、光伏等可再生能源得到发展，这些分布式电源通过电力电子设备并网。当电网发生幅值、频率和谐波的变化时，为保证电网稳定性、实现电网的可靠与高效运行、使分布式电源仍能和电网正确同步，需要设计响应快、误差小的算法，来实时检测电网的幅值、频率和谐波等参数，使得电网发生畸变时，电网电压幅值仍能恢复同步。
电力系统受到严重扰动后，发电和负荷需求出现大的不平衡，可能导致频率波动，而电力系统中的发电与用电设备都需要在额定频率下运行，系统频率变动过大会对整个电网产生严重影响，进而可能导致大停电事故。为了实现电网的可靠、安全与高效运行，需要设计响应快的频率同步算法，
锁频环是实现频率同步的自动控制环路，它采用电网频率作为反馈变量，捕获电网电压的实时频率。目前已有多种不同的电网同步算法，如离散傅里叶变换、锁相环、锁频环等。根据现有理论设计一种适用于三相不对称及畸变电网电压情况下的锁频环，是本次毕设选题的意义。
- 文献综述（或调研报告）：
在三相并网系统中，为维持电网同步，有多种同步算法，如锁相环（(phase locking loop，PLL）、锁频环（(frequency locking loop，FLL)等。其中，三相同步坐标系锁相环技术（SRF-PLL）被广泛应用，其在理想的电网条件下有良好的性能。但当电网电压发生谐波畸变或三相电压不平衡时，SRF-PLL对频率和相位的检测误差较大，需要配合多重滤波器来维持其性能。除此之外，PLL以相位作为反馈变量，而在实际应用中，电网的相位常常多变，而频率稳定在50HZ上下，需要控制其变化在较小的范围内。
针对上述问题，大量学者对基于FLL的同步算法进行了研究，FLL以频率为反馈变量，在电网谐波含量较高时可以对电网电压频率和相角进行快速而准确的捕获，不受电网畸变的影响。现有的FLL技术有二阶广义积分器(second order generalized integratorphase locking loop，SOGI-FLL)技术，能够准确捕获电网电压的基波和谐波分量；在SOGI-FLL基础上进行拓展的多重二阶广义积分器(multiplesecond order generalized integrator phase lockingloop，MSOGI-FLL)，适用于三相系统电压频率估计和谐波检测；多重自适应矢量滤波器的锁频环技术(multiple adaption vector filter，MAVF-FLL)，可以检测三相系统中基波及各次谐波正/负序分量。
在对FLL的研究中，快速而准确的捕获频率、适应多种电压变化情况、优良的频率自适应性是研究的方向。
- 课题关键问题及难点：
- 建立电网电压模型，分析畸变电网的动态特性
- 设计电网电压观测器。电网发生畸变时，要能够快速分离谐波分量。
- 频率观测设计。设计频率观测器，使得电网电压观测器达到频率自适应功能。
- 方案（设计方案、或研究方案、研制方案）论证：
本次设计使用matlab构建模型，进行仿真实验验证。
整体可分为三部分，首先是建立电网电压模型，需要研究畸变电网的数学模型，建立三相正弦信号复变量动态模型，分析其动态特性。
第二，根据电网电压模型设计电网电压谐波观测器，选择合适的信号处理算法。
第三，设计频率观测器，使电网电压观测器达到频率自适应功能。
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