单相ups逆变器无互连线并联的分析

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1、贵州大学硕士学位论文的研究起步较晚。在研究上处于领先的主要是西安交通大学、华中科技大学、南京航空航天大学、浙江大学等高校，国内企业如台达、艾默森网络能源、华为等也相继进入这一领域的研发，但大多停留在试验阶段，产品还没规模化。所以在这方面还有很多工作要做。1．2UPS逆变器控制技术概述““叼UPS的并联其实就是逆变器的并联，控制策略对逆变器模块的输出性能起着关键性的作用，也决定着逆变器并联系统的结构形式和性能。因此，研究并联技术，必须首先分析研究逆变器的控制策略。如果控制策略设计不当逆变器就不能稳定

2、可靠的并联运行。常见的控制策略有重复控制、滞环控制、电压电流双环控制等。。‘重复控制就是一种典型的基于周期控制方法。重复控制的基本思想来源于控制理论的内模原理，图1．1为重复控制的系统控制框图，虚框中为重复控制器(N为载波数)，c(S)为补偿器，G(S)为控制对象模型。在重复信号发生器的作用下，控制器进行着一种逐周期点对应式的积分控制，通过对波形误差的逐点补偿，稳态时可实现无静差控制效果。与积分环节作用相类似，重复控制信号发生器对误差进行累加，只不过重复控制信号发生器以周期为步长点对点的对应累加，

3、而积分控制是对误差进行连续时间的累加。重复控制逐周期跟踪参考波形，使系统在非线性负载得到较好的输出，但其动态性能较差。图1．1重复控制系统滞环控制框图如图1．2所示，其中G(s)为被控对象，c(s)为控制器。图1．2滞环控制系统。输出电压和参考正弦波电压比较，误差信号经过控制器C(S)，其输出与滞环宽度相比较，输出信号绝对值大于滞环宽度时，改变门极信号，这样就可以使5贵州大学硕士学位论文得输出控制在参考给定左右一定的误差范围内。滞环控制实现简单，稳定性好，但是也有明显的缺陷：开关频率不固定i当滞环

4、宽度越小，输出和参考给定也就越接近，但是系统的开关频率也就越高。图1．3电压电流双环控制电压电流双环反馈控制框图如图1．3所示，逆变器通过采样输出电压和输出滤波电感或滤波电容上的电流，输出电压与参考给定的误差经过外环调节器输出作为内环电流环的参考给定，通过电流内环调节器来控制电感电流(或电容电流)跟踪电流参考给定，能够提高系统的动态响应。实践中，由于两个环的相互影响，参数整定比较困难。电压电流双环控制通过采样输出电感电流或电容电流和输出电容电压，用外环电压误差的控制信号去控制电流，通过调节电流使输

5、出电压跟踪参考电压值，提高系统的动态响应。目前的逆变电源大多采用采样电感电流控制。控制电感电流可使系统自身具有限流功能，且较容易实现多机并联。然而，对非线性负载而言，电感电流含有大量的高次谐波，要准确地跟踪电感电流则要求所设计的内环电流环带宽较大，增加了系统的设计难度。本文中采用外环电压环和内环电容电流环的双环控制策略，其内、外环所采用的校正网络使其在低频段既有较高的开环增益，又有较大的相位裕度。1．3UPS逆变器并联技术概述Ⅲ㈨1．3．1．逆变器并联原理要实现UPS逆变电源的并联运行，其关键就在

6、于各UPS的逆变器应共同负担负载电流，既要实现均流控制。现以2台UPS逆变电源并联为例进行分析。两台逆变电源并联运行时的等效电路如图1．4所示。其中U。、U：代表各逆变器输出的基波电压，工1、三：、c1、c：代表逆变器的Lc输出滤波器，R为负载阻抗。。6贵州大学硕士学位论文图1．4逆变器并联系统的等效电路图根据图1．4可得：lUl一，础l‘1L1。U0IU2一皿以2’屯2一Uoll￡l+lL2‘16,1+It2+‘^l+IR2卜矿鲁l蠢～f薏o’‰当C1≈2≈，LI=L2=L时，式(i．1)可简化

7、为：ul一，鸸一ILl-‰【，2一，吐比2‘iL2·Uoill+f￡：-噎+2jo,c)饥icl+ic2。砜。J鲥0k+‘：一百／'fo由此可推出："磊U虿I+U2丽2+j础({+2Jnc)7(1．1)(1．2)(1．3)螋触一一一贵州大学硕士学位论文由以上三个方程可解得：由式(1．4)可看出屯。、乇：由两部分电流组成，一部分为负载电流分量，一部分为环流分量。当输出滤波器相同时，负载电流分量总是平衡的。但环流分量的存在会使逆变器的输出电流各不相同。当u。、U：同相时，电压高的环流分量是容性，电压低

8、的环流分量是感性。当配、巩同幅时，相位超前者环流分量为正有功分量，输出有功；相位滞后者环流分量为负有功分量，吸收有功。所以，要实现逆变器电源的并联运行必须要解决的问题有：(1)并联运行的逆变器电源输出电压频率及相位必须严格同步。这样才能使各个逆变器电源输出有功相等。即使频率相同，微小的相位差也会使各个逆变器电源输出有功严重不平衡，典型的情况下，1度的相位差可引起50％的功率差异。当输出功率较小时，某些逆变器甚至可能吸收输出端的电功率，从而工作在整流状态。(2)并联运行的各逆变器电源