[发明专利]一种逆变器并联热插拔缓冲控制方法

说明书

本发明公开了一种逆变器并联热插拔缓冲控制方法，该方法通过采用两段式PLL锁相模块，预同步阶段采用快速锁相环模块，逆变器热投入时采用慢速锁相环模块，最大限度的消除逆变器热投入时导致的锁相环鉴相误差；同时，引入的负载电流前馈控制能够有效降低逆变器热投入瞬时电流超调响应，为逆变器热投入提供缓冲作用，同时其变系数至零使得该缓冲控制不影响输出电压精度。

技术领域

本发明涉及一种逆变器并联热插拔缓冲控制方法，属于电能变换技术领域。

背景技术

随着用户对电源质量的要求不断提高，不间断电源(UPS)逐渐成为各个行业用电设备的首要选择，而冗余并联UPS更是得到越来越广泛的应用。UPS冗余并联不仅可以提高电源系统可靠性、降低电源模块功率器件电流应力，而且可以提高系统灵活性、降低成本、提高功率密度。而其并联最关键就是逆变器的并联，为了充分利用并联系统容量及最大化并联系统可靠性，需要各台逆变器间实现均流，因此逆变器并联需要相应的均流控制。

目前，逆变器并联均流控制包括集中控制、主从控制、瞬时平均电流控制、分散逻辑控制和下垂控制。其中，集中控制和主从控制没有实现真正的冗余，瞬时平均电流控制需要各台逆变器之间共享电流基准信息，导致实际应用时安装不便及易受干扰。分散逻辑控制只需要同步总线和功率总线即可以实现真正的冗余并联，下垂控制使得各台逆变器直接不需要互联线，但是其稳压精度和均流精度之间的矛盾也一直没办法解决。由于UPS并联需要互相知道状态信息，互联线不可避免，所以分散逻辑控制是目前工业级UPS并联系统的主流控制策略。

基于分散逻辑控制的逆变器并联系统，通过相位总线和功率总线实现并联系统的均流。以其中任意一台逆变器为例，其具体工作原理如下，PLL锁相模块检测同步总线相位及输出电压相位经锁相模块生成相位基准电流检测模块和电压检测模块分别获得输出电流i_o、输出电压u_o，并送到功率计算模块得到有功功率P_o、无功功率Q_o，环流控制模块根据功率总线上功率信息及本机功率信息生成电压幅值基准电压幅值基准和相位基准相乘得到V_ref，并与输出电压v_o作差送入电压控制模块生成电流基准i_ref，其与电感电流i_L作差送入电流控制模块生成PWM驱动信号，控制逆变器稳定运行。然而，UPS冗余并机需要考虑系统中有机器热插拔的问题。当有机器热插拔时，1)由于并联系统不具有电网的大惯性，其公共连接点电压会受逆变器投入影响导致锁相模块产生鉴相误差；2)为了使逆变器具有不错的非线性负载能力，需要提高电流控制器的响应速度，必然需要降低控制系统阻尼系数，这在逆变器热插拔时会导致不小的电流冲击，传统做法是输出串联一定大小的电抗器，然而电抗器的使用只能一定程度的抑制电流冲击，同时导致更多的损耗、更高的生产成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种逆变器并联热插拔缓冲控制方法，有效抑制了逆变器热插拔时的电流冲击。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种逆变器并联热插拔缓冲控制方法，包括如下步骤：

步骤1，逆变器正常工作时，PLL锁相环控制模块检测同步总线相位及输出电压相位，经PLL锁相环控制模块生成相位基准，经电压控制环调节输出电压相位；

步骤2，逆变器热投入前，设置锁相环控制系数为1，使其输出电压相位迅速跟踪上并联系统同步总线相位；当输出电压相位和同步总线相位的相位差小于10°时设置锁相环控制系数为0.1，降低锁相环控制带宽，抑制公共连接点电压相位振荡，并进行逆变器热投入；

步骤3，电流检测模块和电压检测模块分别获得输出电流、输出电压，并送到功率计算模块得到有功功率、无功功率，环流控制模块根据功率总线有功、无功功率及本机输出有功、无功功率，生成电压幅值基准；