基于UPS逆变器并联控制技术的研究
来源： 作者： 发布时间：2014-11-29 16:15:39 浏览量：2.有互联线逆变器并联控制
2.1 集中控制
集中控制思想为建立一个控制中心，对各模块输出电压电流信息统一收集并处理，且所有逆变模块的控制指令由控制模块统一下达。
其原理框图如图2所示，假设各单元中电流差是由电压幅值不一致造成的，直接把电流差作为电压指令的补偿量以消除电流的不平衡。
如图2所示，并联控制单元首先检测交流母线电压的频率和相位，以此为基准，得到输出电压参考频率f*,通过每个逆变模块中的锁相环PLL(PhaseLockLoop)进行锁相，使得每个逆变器输出电压频率一致;然后检测负载电流iL,iL除以并联模块数N后得到参考电流iref,用本模块输出电流i减去参考电流iref后得到的Δi作为输出电压补偿量，计算得到输出电压参考值V*;最后用V*与f*合成参考电压Vref,实现输出功率和电流的均分。
集中控制是最早出现的控制方法，其原理相对单且易于实现，但是由于系统共用一个集中控制中心，一方面使得并联系统难以实现真正的模块化，另一方面如果该控制单元出现故障，则整个系统就会瘫痪，无法运用到大型分布式系统之中。
2.2 主从控制
人们为了解决集中控制下由于控制中心唯一造成的系统可靠性较差问题，开始将控制单元做到每台逆变电源中，运行时选择一台主控逆变电源负责完成并联控制功能，其他逆变电源做从机，这就是主从控制基本思想。传统主从控制主要分为三类：单主机模式、轮流主机模式和最大电流主机模式。并联系统工作时首先起动的逆变电源为主机，行使控制功能，其他逆变电源则为从机，依照主机给出的同步基准信号工作。这种方式克服了集中控制下控制单元出现故障逆变电源就不能运行的缺陷，只要仍有逆变电源正常工作，就可切换主机并继续运行。图3给出了主从控制原理框图。
模块将向网络状态信号线发出信号，标志此时系统内已有主机，同时闭合开关K,将本模块计算得到的控制信号通过公共同步基准信号线传递给其余从模块;对于其余从模块而言，启动时检测到网络状态线BL=1,说明此时系统有主机，则开始接收主模块传递的控制信号对本模块进行控制。
这样，主模块以电压源逆变器运行，而从模块以电流源逆变器运行。主从控制较集中控制的可靠性有所提高，当主模电感生产块失效时，系统中任意一个从模块将会取代主模块的角色为整个系统提供输出电流参考信号，以避免整个系统的失效。然而从主电感器类型模块故障，到从模块切换为主模块过程中系统可能因失去同步而出现大规模失效，同时各模块的控制逻辑判断电路复杂，故可靠性不高。
2.3 分散逻辑控制
从集中控制发展到主从控制，都未能解决系统在任意时刻需要一个控制单元而造成的稳定性和可靠性差的问题。人们设计出一种不依赖于集中控制单元或某个主模块的控制策略，实现电感器生产厂家独立检测、控制本模块工作状态并合理分配模块间的输出功率、抑制环流的方法，称为“独立并联控制技术”.如图4所示为分散逻辑控制原理框图。
如图4所示，单个逆变模块通过信号总线接收其余各模块输出信息，计算后得到输出电流平均值I/n作为本模块的参考输出电流，模块实际输出电流与参考输出电流之差ΔI经过电流环后得到输出电压参考幅值U*,输出电压参大电流电感考频率f*则通过锁相环对交流母线电压锁相后得到，最后合成输出电压参考Uref,实现模块间的均流控制。
分散逻辑控制综合系统中各逆变器输出信号，计算并得出控制信号，这种方式可实现真正的N+1并联运行，当一个模块故障退出时，并不影响其他模块的并联运行。相对于集中控制和主从控制，分散逻辑控制去掉了集中控制单元，更容易实现扩容和冗余，可靠性也得到提高，但是作为有互联线控制策略的一种，各逆变模块之间仍存在控制互联线，使得整个系统会变得复杂，可靠性低。
3.无互联线逆变器并联控制
综上所述，可以看出随着有互联线控制策略的发展，逆变器并联系统的可靠性和冗余性有了很大提高，但正是模块间互联线的存在，系统不仅可靠性和灵活性仍然受到很大制约，且干扰严重，无法适应现代电源从传统集中式供电到分布式供电的转变，因此人们开始探索一种取消模块间互联线的控制方式，即无互连线并联控制。
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