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基于分布式的逆變電源并聯控制技術

2012/11/5 16:30:37 電源在線網

逆變電源的并聯技術是提高逆變電源供電可靠性和擴大供電容量的重要技術手段。當前大容量的逆變電源的發展趨勢是采用新型全控高頻開關器件構成逆變電源模塊單元，再通過多個模塊并聯進行擴容。這樣可以提高逆變電源模塊的通用性和靈活性，使系統設計、安裝、組合更加方便，同時增加系統的冗余性和可靠性。交流電源間的并聯遠比直流電源并聯運行復雜，由于其正弦波輸出，逆變電源的并聯需要滿足5項條件，即相同的電壓、頻率、波形、相位和相序，只有這樣才能消除環流、均分負載功率，達到最佳的運行狀態，真正實現逆變電源并聯。

　　目前，逆變電源并聯控制方式一般分為集中控制、主從控制、分布式控制、3C控制和無互連線獨立控制5種控制策略。

　　在現有的各種控制方式中，集中控制、主從控制在實際應用中都有一定的應用，但由于并聯控制電路故障可能會引起整個系統故障停機，所以應用受到一定的限制。3C控制實際上是對分布式控制的一種改進，而無互連線控制與實際應用有一定的差距，所以分布式控制相對有一定的優勢。

　　1 分布式控制并聯控制策略

　　1.1 分布式控制的概念

　　分布式控制技術又稱分散邏輯控制，將系統的各個中心環節的控制權進行分散化和獨立化，實現系統中各個單元的獨立工作。這種控制方式可實現真正的冗余并聯，有1個模塊故障退出時，并不影響其他模塊的并聯運行；可靠性高、危險性分散、功能擴展容易等良好的特性已在眾多領域中得到了廣泛應用；成為計算機系統發展的主要方向之一，是一種比較完善的分布式智能控制技術。

　　1.2 分布式并聯的控制原理

　　逆變電源并聯控制策略中，集中控制和主從控制都可能因為部分電路故障而使整個系統故障停機。分布式并聯控制[1]策略可解決該問題，在各逆變電源中綜合每個電源模塊的電流及頻率信號，得出各自頻率及電壓的補償信號，該方式能實現真正的N+1運行模式。

　　各模塊并聯控制單元檢測相應模塊的市電頻率和相位，給其他各電源模塊發出同步脈沖，無市電時，同步脈沖有晶振產生，各個逆變電源的鎖相環電路用來保證其輸出電壓頻率和相位與同步總線脈沖信號同步。并聯控制單元將其他模塊單元負載電流與本機負載電流作比較，求出電流偏差，并將其作為電壓指令的補償量發送給每個逆變電源單元，以消除各模塊輸出電流的不平衡。控制綜合部分的均流及同步原理如圖1所示。