[發明專利]基于獨立下垂控制的H橋級聯型高壓岸電電源的并聯方法

有效

• 申請號: 201810130263.2
• 申請日: 2018-02-08
• 公開（公告）號: CN108321850B
• 公開（公告）日: 2021-01-08
• 發明（設計）人: 胡金杭;苗亞;徐源
• 申請（專利權）人: 澄瑞電力科技(上海)有限公司
• 主分類號: H02J3/42
• 分類號: H02J3/42;H02M5/458;H02M7/493;H02M7/5387
• 代理公司: 上海申新律師事務所 31272
• 代理人: 俞滌炯

本發明公開了一種基于獨立下垂控制的高壓岸電電源的并聯方法，通過基于下垂控制的并聯方法實現擴容，做到設備的即插即用，可大大提高系統的靈活性，降低岸電電源系統的體積、重量，采用獨立下垂控制的方法避免相間環流引起的模塊直流電壓不均衡問題，提高了系統的運行穩定性。

技術領域

本發明涉及一種基于獨立下垂控制的H橋級聯型高壓岸電電源的并聯方法，屬于高壓岸電電源并聯控制技術領域。

背景技術

當今社會對大功率的岸電電源需求越來越大，且靈活性要求越來越強，而高壓大容量的岸電電源并聯使用成為新的需求方向，因為此種方式不但可以通過幾個電源并聯來提高到更大容量的目的，又可以滿足大容量的獨立電源使用。同時，對大容量的高壓岸電電源輸出電能質量的要求也日益嚴格，而功率開關器件的工作電壓與其開關頻率要求之間的矛盾卻制約著逆變技術及并聯技術的發展和應用。眾所周知，H橋級聯型逆變技術結合載波移相SVPWM技術是當前解決逆變技術問題的有效途徑，但高壓型岸電電源并聯技術仍有很多未解決的問題。例如，如果不能保證各個高壓岸電電源輸出電壓頻率、相位和幅值相同的情況下，則將會出現環流，造成極大的系統損耗，甚至導致系統崩潰，供電中斷等問題。

針對上述問題可采用主從控制的方式予以解決，但需要在主從設備間增加測量及通訊設備，該方法適用于新建系統，在設計時即增加上述主從控制設備，但對于需要擴容的系統而言，考慮到改造及不同設備間的協調問題，該方法有一定的局限性，需采用一種即插即用的控制方法，實現各高壓岸電電源的并聯控制，同時由于H橋級聯型高壓岸電電源功率模塊數量多，存在各相功率單元直流電壓均衡問題，并聯時出現環流極易出現過壓故障解列，影響系統運行的穩定性。

發明內容

本發明為了解決現有技術的上述不足，提供了一種基于獨立下垂控制的H橋級聯型高壓岸電電源的并聯方法，通過基于下垂控制的并聯方法實現擴容，做到設備的即插即用，可大大提高系統的靈活性，降低岸電電源系統的體積、重量，采用獨立下垂控制的方法避免相間環流引起的模塊直流電壓不均衡問題，提高了系統的運行穩定性。

本發明的上述目的通過以下的技術方案來實現：一種基于獨立下垂控制的H橋級聯型高壓岸電電源的并聯方法，適用于級聯H橋拓撲的高壓岸電變頻電源的并聯控制，所述級聯H橋拓撲的高壓岸電變頻電源包括并網開關G1、預充電模塊M1、整流環節、直流電壓環節、交流逆變環節、輸出濾波環節以及電壓電流檢測與控制環節，其中整流環節包括移相變壓器T1、不控整流單元1-18；直流電壓環節包括直流電壓單元1-18、斬波單元1-18，交流逆變環節包括H橋級聯逆變單元1-18；輸出濾波環節包括隔離變壓器T2、濾波電容C1-C3、濾波電抗L1-L3、輸出開關G2。

所述電壓電流檢測與控制環節包括主電源模塊及從電源模塊的控制環節，其中主電源模塊的控制環節包括主模塊電壓電流檢測及恒壓恒頻控制器；從電源模塊的控制環節包括從模塊電壓電流檢測、有功無功解耦控制器及電流內環控制器。

所述整流環節采用移相變壓器整流技術，為交流逆變環節提供穩定的直流母線電壓，降低諧波；其由預充電模塊、移相變壓器T1模塊組成，預充電模塊負責為母線電容平緩充電，避免高速充電帶來的沖擊電流影響。

所述直流電壓環節，是在直流電壓過壓時能夠快速動作，穩定直流電壓，包括直流側電壓檢測模塊、斬波單元模塊。

所述交流逆變環節，是采用H橋級聯拓撲結構，為負載提供穩定的電源輸出，由載波移相SVPWM調制器、濾波單元模塊組成，載波移相SVPWM調制配合H橋級聯的拓撲結構使用，提高等效開關頻率，并且減少了諧波污染；

所述岸電電源的控制單元，包括驅動及保護電路；控制單元根據并聯控制模塊提供的信號來調節相應的岸電電源的輸出頻率和輸出電壓，使并聯的岸電電源的輸出功率達到均分的目的，具體步驟如下：

(1)根據接入船舶的電壓制式，得到當前船舶的給定控制電壓V₀及給定控制頻率f₀；