中文引用格式： 俞聪，夏银水，石守东，等. 基于级联型二阶广义积分器的单相锁相环设计[J]. 电子技术应用，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
随着“碳达峰”和“碳中和”两个战略目标的提出，可再生能源在我国得到了前所未有的高速发展。光伏发电产业、风力发电产业也得到了大力发展，而将以太阳能、风能作为能量来源的发电装置并入电网，这是对电网同步技术提出了更高的要求[1-5]。作为系统并网的关键技术，锁相环技术可以实时检测电网电压的频率、相位、幅值等重要信息[6-9]。但是面对日益复杂的电网环境，锁相环应在前文所提到的功能基础之上，有着更强的抗干扰性及更高的精度[10]。
在单相并网系统中，借鉴三相SRF-PLL（Synchronous Reference Frame Phase-locked Loop，SRF-PLL）原理，虚拟正交信号通常利用正交信号发生器（Quadrature Signal Generation，QSG）来生成[11-13]。作为一种较为广泛使用的单相电网同步方法，SOGI-PLL中的SOGI模块具有数字实现简单的特点，同时SOGI也具有一定程度的滤波特性，在生成一对正交信号时也能将其中的谐波分量进行抑制[14]。除了有以上优点，SOGI-PLL也是有明显缺点的，其对电网电压中的直流偏置电压分量十分敏感，而且如果网侧畸变严重，那么其锁相精度也会受影响。为解决以上问题，国内外学者也提出了不少改进型的SOGI结构：文献[15]中在前级SOGI中增加积分支路，以抑制直流偏移，但是由于引入参数p，使得正交信号发生器参数设计的复杂程度增大；文献[16]中在SOGI结构上加入了低通滤波器以消除直流分量和高次谐波，但是低通滤波器的加入会造成系统延时。
为解决上述问题，本文提出一种级联型SOGI结构，该结构采用三个SOGI模块级联的形式，且不会引入新的参数从而增加设计复杂度，易于实现。仿真结果与实验结果均显示该结构可有效地抑制直流分量与高次谐波，并快速实现电网信号同步。
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作者信息：
俞聪1，夏银水1，2，石守东1，2，刘秉澍2，李红全2
（1.宁波大学 信息科学与工程学院，浙江 宁波 315000；
2.乐歌人体工学科技股份有限公司，浙江 宁波 315000）
