逆变电源并联控制技术的研究

发布时间：2020-10-16 09:51

　　 随着各种用电设备的出现,对数字化电源的研究提出了更高要求,如可靠性、冗余性等。逆变电源研究的两大重要方面就是数字控制和并联技术。虽然逆变器并联技术能实现大容量和N+X冗余供电,但是功率均分和环流的抑制等问题亟待解决。本论文主要是对两台逆变器构成的并联系统及其均流控制策略进行了研究。首先对单台逆变器进行建模分析,根据其开环输出特性推导出等效输出阻抗。由于逆变器在开环时的输出波形质量较差,且失真度大,因此本文设计了电压电流双闭环控制策略,分析其闭环特性,推导出闭环传递函数,并计算出闭环调节器的参数。其次,基于对单台逆变器的理论分析,建立了逆变器并联系统的等效数学模型。通过对并联模型的分析,得出环流产生的原因及输出电压幅值、相位和输出功率之间的关系,详细分析了系统的环流特性和输出功率特性,并在逆变器的输出端加入扼流电感来抑制环流。基于对无线并联控制策略的分析研究,并对比分析了传统下垂法,针对其存在的问题,最终采用了一种改进的PQ下垂法,是在控制策略中加入微分环节的新型下垂控制思想,且给出下垂系数的确定方法,推导出下垂控制方程。并在MATLAB/Simulink中对单个逆变器及其并联系统分别作了仿真验证,仿真结果表明系统的动静态性能较好,且负载功率均分效果良好,环流抑制能力较强。最后,在以TMS320F28335为主控制器的基础上,搭建了两台2kW逆变器组成的并瓶系统的实验平台,并在CCS中编写算法程序,包括SPWM产生、AD转换、PI控制算法、功率计算及调节等。实验结果说明并联系统的环流抑制能力较好,均流精度达到设计要求,且能实现负载功率的均分,进一步验证了本设计方案的可行性。
【学位单位】：西安科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TM464
【部分图文】：

西安科技大学硕士学位论文（1）集中控制方案[6,7]集中控制方式中有一个集中控制器，由此控制器为各逆变模块提供统一的相位基号，产生各基准电压。且集中控制器采样总输出电流，根据各逆变器的容量分配负流，进而产生基准电流信号，将此电流与逆变器的输出电流比较，得到电流偏差作为电压外环参考信号。图 1.1 为集中控制结构框图，其中：ref 为相位给定信号，幅值基准，refU 为电压幅值参考， U( j0,1,,n)oj 为第 j 台逆变器输出电压反馈( j0,1,,n) 为模块 j 的输出电流的反馈信号， G(s)v为电压调节器， G(s)i为电流器，loadi 为负载输出电流。

1 绪论，从而跟踪主逆变器的输出电流，以实现并联系统的均流控制。图 1.2 为主从控制系统结构框图，其中：refU 为电压给定值，ofU 为主逆变器输出电压的反馈信号，G v主逆变器的电压调节器，G (s)i为各逆变器的电流调节器，lmi 为主逆变器的电流信( j1,2,,n)j 为第 j 台从逆变器的电流。

avei 为平均电流。图1.3 分散逻辑并联控制框图分散逻辑控制方式虽能提高系统的稳定性和可靠性，实现真正的冗余并联。但是由于均流总线的存在，容易受到外界干扰，这会影响系统的稳定性。因此这种方式不太适用于远距离的并联系统。（4）无线并联控制方案[12-14]虽然前几种方式的均流效果较好，但各模块间都有连线，这将受到地域的限制，且伴有干扰现象。而无线并联控制方式中，各模块间只有负载连线，因此均流控制只与其控制策略有关，且能实现各模块的电气隔离，实现真正地冗余，系统易于扩容。在无线并联控制系统中，人为引入频率和电压幅值的下垂特性，每台逆变器通过检测自身输出的有功功率和无功功率，对自身输出电压的频率和幅值进行调节，从而实现均流控制。由于各模块的输出阻抗和线路阻抗有所不同
【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 郭腾腾;李宏;;基于DSP28335的三相SPWM波的实现[J];工业控制计算机;2015年01期

2 张小平;蔡佳;胡文辉;唐修葵;;应用手动脉冲发生器调压的可调直流稳压电源[J];电源技术;2014年11期

3 李泽斌;罗安;田园;刘奇;谢龙裕;徐千鸣;;LCL型光伏并网逆变器电流内环控制方法[J];电网技术;2014年10期

4 喻晨龙;鞠志忠;祁承超;;两种逆变器双环控制技术比较分析[J];通信电源技术;2013年05期

5 周继红;杨维满;;逆变器无线并联控制方案的设计与实现[J];电子设计工程;2013年17期

6 徐琦;赵珂;高银;;逆变电源中高频变压器的设计[J];南昌航空大学学报(自然科学版);2010年04期

7 于玮;徐德鸿;;基于虚拟阻抗的不间断电源并联系统均流控制[J];中国电机工程学报;2009年24期

8 阚加荣;谢少军;;无互联线逆变器并联系统中数字锁相环的设计[J];电力电子技术;2007年04期

9 董杰;荣雅君;;基于瞬时值反馈控制的逆变电源并联技术研究[J];燕山大学学报;2007年02期

10 叶楠;何中一;孟宪会;邢岩;;逆变器电容和电感电流反馈方式的比较研究[J];电气应用;2006年09期

相关硕士学位论文 前8条

1 徐志财;光伏并网逆变器的研究与设计[D];西安科技大学;2016年

2 丁磊;采用DSP2812控制的逆变电源并联技术研究[D];哈尔滨理工大学;2015年

3 刘烨;基于重复PI控制的逆变器并联技术研究[D];西华大学;2013年

4 王汇灵;光伏发电逆变器并联技术研究[D];西华大学;2013年

5 吕兴德;光伏逆变电源并联技术研究与实现[D];广东工业大学;2012年

6 刘艳兵;逆变电源无互连线并联控制研究[D];河南科技大学;2011年

7 谭丽平;逆变器输出滤波器设计及电感分析研究[D];长沙理工大学;2011年

8 任政;单相逆变器无线并联控制方法的研究[D];浙江大学;2011年

本文编号：2843096