分布式电源论文.docx

移动分布式单相逆变发电机组（系统）并联运行
张文昌、于功山、王怀杰
（济南吉美乐电源技术有限公司，山东 济南）
摘 要：论述单相逆变发电机组 （ 系统 ） 在移动电源中的应用。在此基础上提出了 单相逆变发电机组（系统）可并联运行控制方主模块，其余的 模块则成为从模块，各个从模块的电压误差依次被整定，以调节负载电流分配的 不均衡。由于N个并联的模块中，事先没有设定哪个模块为主模块，而是按输出 电流的大小随机排序，输出电流大的模块自动成为主模块。本控制系统采用此芯 片可以直接得到均流误差信号，简化了控制系统复杂的电流计算，提高了系统可 靠性。
UC3902 芯片通过精确地调整变换器的输出电压以匹配所有的输出电流。另 外， UC3902 芯片有一个独特的有利条件是使用了差模均载母线，这种结构大大 增强了系统对噪音的抑制能力。UC3902芯片应用在电力电源中具有如下的特点： （1）均流精度高（2）外围电路设计简单，不象UC3907那样过于复杂（3）易于 做热插拔操作。
软件设计部分：
控制部分主程序主要实现开机检测、均流计算、同步捕捉、计算调制度，输 出 SPWM 波、限流保护作用。
均流计算：
从理论上讲DC/AC逆变模块的并联条件是：各模块输出电压的频率、相位和 幅值以及内阻完全相同，才能实现并联运行，并联模块输出的电流、功率完全均 衡。实际系统中，由于各模块硬件的分散性是不可避免的，各模块的基准正弦信 号的频率和幅值也会有微小差异；以上差异都会导致各模块输出电压的相位和幅 值不等；相位差会引起模块之间产生有功环流，幅值差会引起模块间产生无功环 流。
由无功功率公式
可知（其中N为系统中并联逆变单元总数，n表示第n个逆变单元），逆变 单元减少即可减少无功环流。
无功功率电流调节可采用功率偏差控制方案，逆变器通过模块检测出本模块 的均流偏差值，来调节本模块输出的电压值，使各个并联逆变器模块输出的无功 功率相等，达到均流的目的。为了使得每个并联逆变器的电流达到均等地目的， 在每个并联逆变器的控制环上除了电压控制环之外还加了一个均流环。控制框图 如下图2所示。在均流控制中，均流差值信号由均流芯片uc3902给出，均流环 采用不完全微分PID控制，以减小由于单个模块数据错误而对整个系统的冲击。 为保证实际均流的可行性和调整范围，采用模糊控制的思想，限定均流实际输出 的电压在一定范围之内（即调整后的实际输出电压在标准电压内），这样可以保 证均流的可靠性。同时单步调整的幅度不能过大，一般在 1V 以内，否则会引起 较大的环流波动。
系统闭环控制 图 2
同步控制方案：
逆变电源系统中，为抑制模块间环流的影响，必须保证各逆变模块输出电压 的相位、幅值及频率的一致性，这是实现并机控制的前提。
本系统可并联逆变器采用自同步和外同步结合的原理设计如图 3，在有外部 同步信号的时候，逆变器输出可以跟踪电站同步或监控器给定的同步；在同步控 制单元检测一段时间如果没有外同步信号，同步信号线自动切换到自激电路，保 证监控单元出现故障也能够正常工作。这种同步控制方式即使有某个逆变单元因 为故障损坏不能输出同步信号，也不影响并联运行，从而实现了内同步和外同步 相结合的同步机制，这是本系统一大特点。逆变器用 2407A 的捕获单元，通过 捕获同步