一種無(wú)主從自均流逆變器并聯(lián)裝置的設計

摘要：設計了一種無(wú)主從自均流逆變器并聯(lián)運行裝置，在逆變器并聯(lián)模型分析基礎上得出了并聯(lián)系統環(huán)流的產(chǎn)生與各逆變器輸出有功功率、無(wú)功功率與逆變電壓相位、幅值間的關(guān)系，并結合快速有功、無(wú)功功率計算方法和CAN總線(xiàn)通訊應用實(shí)現了3臺逆變器間無(wú)主從并聯(lián)的穩定運行及帶電熱插拔過(guò)程自動(dòng)均流的穩定運行。同時(shí)給出了系統控制策略和器件選型參數，以達到系統穩態(tài)和暫態(tài)運行的控制目標。最后，通過(guò)實(shí)驗驗證了裝置及其控制策略的可行性。
關(guān)鍵詞：逆變器；并聯(lián)系統；自均流；環(huán)流功率

1 引言
逆變器并聯(lián)運行是提高系統可靠性和擴大系統容量的一種有效途徑，廣泛應用于不間斷電源。逆變器并聯(lián)系統的模塊化、易擴展、高可靠性、大功率是未來(lái)研究的發(fā)展趨勢。
此處設計的無(wú)主從自均流模塊逆變器并聯(lián)僅需檢測各自輸出的電壓、電流及電網(wǎng)電源電壓相位和頻率，即可達到各模塊輸出電壓同步和功率均分控制。模塊間無(wú)主從之分，信號交流通過(guò)CAN總線(xiàn)傳遞，這樣可盡量少地接收到干擾信號，提高系統可靠性。該裝置采用DSP進(jìn)行主要控制，FPGA輔助控制，系統響應快速，各逆變器之間進(jìn)行熱插拔不影響其余在線(xiàn)逆變器的穩定運行，從而實(shí)現無(wú)主從逆變器并聯(lián)穩定運行和自動(dòng)均流的目的。

2 逆變器并聯(lián)均流策略
2．1 主電路拓撲
此處設計的無(wú)主從自均流逆變器并聯(lián)系統拓撲結構如圖1所示，主電路由兩個(gè)全橋電路組成，第1個(gè)全橋H1對電網(wǎng)進(jìn)行單位功率因數整流AC／DC，對電網(wǎng)污染少；第2個(gè)全橋H2進(jìn)行DC／AC并聯(lián)輸出電壓控制對負載供電，并保證各并聯(lián)逆變器均分負荷且相互間無(wú)環(huán)流。Ls為電網(wǎng)側工頻電感，Cs為電網(wǎng)輸入側電容。直流濾波電容C構成直流電壓的支撐環(huán)節，負載端采用T型濾波器Lo，Co，L1，系統并聯(lián)向負載供電。

2．2 均流策略分析
圖2示出兩個(gè)逆變器并聯(lián)的等效模型，多個(gè)逆變器模型與其類(lèi)似，其中，u1，u2為逆變器1，2的空載電壓，i1，i2為逆變器1，2的輸出電流，Z1，Z2為逆變器1，2的等效輸出阻抗，一般可近似等效為電抗，即Z1=Z2=jX，uo，io，Zo分別為并聯(lián)母線(xiàn)的負載電壓、負載電流和負載阻抗，且u1，u2與uo的相位差分別為φ1，φ2，即u1=U1∠φ1，u2=U2∠φ2，uo=Uo∠0°。