[發(fā)明專利]一種逆變器并聯(lián)熱插拔緩沖控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710749020.2
• 申請(qǐng)日: 2017-08-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107453406B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-03-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉丹;肖嵐;呂林娜;李宏旭;陸依然;劉杰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué);百納德（揚(yáng)州）電能系統(tǒng)股份有限公司
• 主分類號(hào): H02J3/42
• 分類號(hào): H02J3/42;H02J3/46
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 姜慧勤

本發(fā)明公開(kāi)了一種逆變器并聯(lián)熱插拔緩沖控制方法，該方法通過(guò)采用兩段式PLL鎖相模塊，預(yù)同步階段采用快速鎖相環(huán)模塊，逆變器熱投入時(shí)采用慢速鎖相環(huán)模塊，最大限度的消除逆變器熱投入時(shí)導(dǎo)致的鎖相環(huán)鑒相誤差；同時(shí)，引入的負(fù)載電流前饋控制能夠有效降低逆變器熱投入瞬時(shí)電流超調(diào)響應(yīng)，為逆變器熱投入提供緩沖作用，同時(shí)其變系數(shù)至零使得該緩沖控制不影響輸出電壓精度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種逆變器并聯(lián)熱插拔緩沖控制方法，屬于電能變換技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著用戶對(duì)電源質(zhì)量的要求不斷提高，不間斷電源(UPS)逐漸成為各個(gè)行業(yè)用電設(shè)備的首要選擇，而冗余并聯(lián)UPS更是得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。UPS冗余并聯(lián)不僅可以提高電源系統(tǒng)可靠性、降低電源模塊功率器件電流應(yīng)力，而且可以提高系統(tǒng)靈活性、降低成本、提高功率密度。而其并聯(lián)最關(guān)鍵就是逆變器的并聯(lián)，為了充分利用并聯(lián)系統(tǒng)容量及最大化并聯(lián)系統(tǒng)可靠性，需要各臺(tái)逆變器間實(shí)現(xiàn)均流，因此逆變器并聯(lián)需要相應(yīng)的均流控制。

目前，逆變器并聯(lián)均流控制包括集中控制、主從控制、瞬時(shí)平均電流控制、分散邏輯控制和下垂控制。其中，集中控制和主從控制沒(méi)有實(shí)現(xiàn)真正的冗余，瞬時(shí)平均電流控制需要各臺(tái)逆變器之間共享電流基準(zhǔn)信息，導(dǎo)致實(shí)際應(yīng)用時(shí)安裝不便及易受干擾。分散邏輯控制只需要同步總線和功率總線即可以實(shí)現(xiàn)真正的冗余并聯(lián)，下垂控制使得各臺(tái)逆變器直接不需要互聯(lián)線，但是其穩(wěn)壓精度和均流精度之間的矛盾也一直沒(méi)辦法解決。由于UPS并聯(lián)需要互相知道狀態(tài)信息，互聯(lián)線不可避免，所以分散邏輯控制是目前工業(yè)級(jí)UPS并聯(lián)系統(tǒng)的主流控制策略。

基于分散邏輯控制的逆變器并聯(lián)系統(tǒng)，通過(guò)相位總線和功率總線實(shí)現(xiàn)并聯(lián)系統(tǒng)的均流。以其中任意一臺(tái)逆變器為例，其具體工作原理如下，PLL鎖相模塊檢測(cè)同步總線相位及輸出電壓相位經(jīng)鎖相模塊生成相位基準(zhǔn)電流檢測(cè)模塊和電壓檢測(cè)模塊分別獲得輸出電流i_o、輸出電壓u_o，并送到功率計(jì)算模塊得到有功功率P_o、無(wú)功功率Q_o，環(huán)流控制模塊根據(jù)功率總線上功率信息及本機(jī)功率信息生成電壓幅值基準(zhǔn)電壓幅值基準(zhǔn)和相位基準(zhǔn)相乘得到V_ref，并與輸出電壓v_o作差送入電壓控制模塊生成電流基準(zhǔn)i_ref，其與電感電流i_L作差送入電流控制模塊生成PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)，控制逆變器穩(wěn)定運(yùn)行。然而，UPS冗余并機(jī)需要考慮系統(tǒng)中有機(jī)器熱插拔的問(wèn)題。當(dāng)有機(jī)器熱插拔時(shí)，1)由于并聯(lián)系統(tǒng)不具有電網(wǎng)的大慣性，其公共連接點(diǎn)電壓會(huì)受逆變器投入影響導(dǎo)致鎖相模塊產(chǎn)生鑒相誤差；2)為了使逆變器具有不錯(cuò)的非線性負(fù)載能力，需要提高電流控制器的響應(yīng)速度，必然需要降低控制系統(tǒng)阻尼系數(shù)，這在逆變器熱插拔時(shí)會(huì)導(dǎo)致不小的電流沖擊，傳統(tǒng)做法是輸出串聯(lián)一定大小的電抗器，然而電抗器的使用只能一定程度的抑制電流沖擊，同時(shí)導(dǎo)致更多的損耗、更高的生產(chǎn)成本。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是：提供一種逆變器并聯(lián)熱插拔緩沖控制方法，有效抑制了逆變器熱插拔時(shí)的電流沖擊。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題采用以下技術(shù)方案：

一種逆變器并聯(lián)熱插拔緩沖控制方法，包括如下步驟：

步驟1，逆變器正常工作時(shí)，PLL鎖相環(huán)控制模塊檢測(cè)同步總線相位及輸出電壓相位，經(jīng)PLL鎖相環(huán)控制模塊生成相位基準(zhǔn)，經(jīng)電壓控制環(huán)調(diào)節(jié)輸出電壓相位；

步驟2，逆變器熱投入前，設(shè)置鎖相環(huán)控制系數(shù)為1，使其輸出電壓相位迅速跟蹤上并聯(lián)系統(tǒng)同步總線相位；當(dāng)輸出電壓相位和同步總線相位的相位差小于10°時(shí)設(shè)置鎖相環(huán)控制系數(shù)為0.1，降低鎖相環(huán)控制帶寬，抑制公共連接點(diǎn)電壓相位振蕩，并進(jìn)行逆變器熱投入；

步驟3，電流檢測(cè)模塊和電壓檢測(cè)模塊分別獲得輸出電流、輸出電壓，并送到功率計(jì)算模塊得到有功功率、無(wú)功功率，環(huán)流控制模塊根據(jù)功率總線有功、無(wú)功功率及本機(jī)輸出有功、無(wú)功功率，生成電壓幅值基準(zhǔn)；