逆變器并聯(lián)運行中的均流技術(shù)
(1)有功和無功并聯(lián)控制該控制方式實際上是實現(xiàn)并聯(lián)功率偏差控制。當(dāng)并聯(lián)逆變電源單元出現(xiàn)輸出有功或輸出無功不一致時,逆變電源將檢測出本單元模塊的有功或無功偏差值,來調(diào)節(jié)逆變器單元輸出電壓的相位和幅值,保證每一個逆變單元輸出的有功無功相等,達到均流的目的,圖6是兩個逆變電源并聯(lián)給負(fù)載供電的電網(wǎng)絡(luò)模型,設(shè)逆變單元1輸出的視在功率為:
S1=P1+jQ1=UI1(15)
其中:(16)
則有:(17)
輸出的有功P1和無功Q1分別為:(18)(19)
逆變電源2的輸出有功P2和無功Q2分別為:(20)(21)
由式(18)—式(21)可知,有功的大小主要取決于功率角δ,無功的大小主要取決于逆變電源的輸出幅值E1和E2,因此可以通過調(diào)節(jié)功率角來調(diào)節(jié)輸出有功功率的大小,通過調(diào)節(jié)逆變電源單元輸出電壓的幅值來調(diào)節(jié)無功的大小,從而可實現(xiàn)各輸出電源模塊的均流。
(2)電壓頻率下垂控制該控制方式主要依靠調(diào)節(jié)開關(guān)頻率的外部特性傾斜度,達到并聯(lián)的逆變電源均流控制的目的,這種方式在直流電源并聯(lián)均流控制中采用,可以自動實現(xiàn)并聯(lián)輸出均流。在逆變電源的并聯(lián)運行時,同樣可以通過電壓頻率下垂均流控制來達到并聯(lián)逆變電源輸出有功和無功自動均分的目的,從而抑制并聯(lián)環(huán)流?;陬A(yù)先的下垂特性,可得到下式:
ω=ω0-mp(22)
U=U0-nq(23)
式中:ω0為空載頻率;
U0為空載電壓幅值;
m為頻率下垂系數(shù);
n為電壓幅值下垂系數(shù)。
為了確保每個逆變電源能夠根據(jù)其額定容量分擔(dān)負(fù)載,下垂系數(shù)選擇應(yīng)滿足:
m1S2=m2S2=…=mnSn(24)
n1S1=n2S2=…=nnSn(25)
式中:S1、S2、…、Sn為各并聯(lián)逆變電源的額定容量。
下垂特性控制主要是將并聯(lián)的各逆變電源單元模塊的輸出電壓和頻率調(diào)整到某一定值,使它們能夠?qū)崿F(xiàn)自動均流的目的,各并聯(lián)單元之間是沒有互連通信線的。下垂特性曲線如圖7和圖8所示。
(3)主從模塊法主從模塊控制方式是選擇一個模塊作為主模塊運行,其它各并聯(lián)模塊受主模塊控制,以實現(xiàn)各個模塊均勻分配負(fù)載電流。圖9是一個由電壓控制的PWM逆變器(VCPI)功率單元和功率分配中心(PDC)單元組成的并聯(lián)系統(tǒng)。其基本結(jié)構(gòu)包括:
①一個VCPI主控單元其電壓調(diào)節(jié)器保證系統(tǒng)輸出幅值,頻率穩(wěn)定的正弦電壓;
②N個電流控制的PWM逆變器(CCPI)從單元設(shè)計其具有電流跟隨器性質(zhì),分別跟隨PDC單元分配的電流;
③PDC單元專門負(fù)責(zé)檢測負(fù)載電流,并平均分配給各CCPI單元,且是同步的。
VCPI單元通過鎖相環(huán)(PLL)使正弦輸出電壓與市電或自身產(chǎn)生的基準(zhǔn)電壓信號同步,輸出電流取決于負(fù)載性質(zhì)。CCPI單元具有快速動態(tài)響應(yīng)的特性,能迅速跟隨負(fù)載電流指令變化,并能適應(yīng)VCPI輸出頻率的變化。輸出電壓被看作干擾輸入,通過前饋加以補償。
PDC的主要功能是監(jiān)控整個系統(tǒng)的工作狀態(tài),并按各單元的視在功率為各單元分配電流。該方案均流效果較好。
4結(jié)語
逆變電源并聯(lián)技術(shù)是提高系統(tǒng)可靠性,擴大系統(tǒng)容量而發(fā)展起來的新技術(shù)。均流問題的解決,為實現(xiàn)逆變電源并聯(lián)運行提供了可靠的保障,勢必推動并聯(lián)運行技術(shù)的運用和發(fā)展。
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