[实用新型]一种基于分光器的多并联逆变器控制系统的数据通讯设备

说明书

一种基于分光器的多并联逆变器控制系统的数据通讯设备，是由不少于2个的控制器、光纤驱动模块、光纤模块、分光器和不少于一个的光纤法兰构成；采用高速光纤，传输带宽高，对传输频率不存在依赖性；利用分光器可以实现16台以上逆变器模块并联；数据传输同步；点对点的传输，不存在对阻抗匹配和位置的影响。

技术领域

本实用新型属于电力设备技术领域，特别是一种基于分光器的多并联逆变器控制系统的数据通讯设备，主要应用于控制器间数据交互高速通讯。

背景技术

随着电力电子技术的发展，基于电力电子技术的逆变器应用越来越广泛，无论是在新能源发电领域，电能质量领域还是供电可靠性领域，对逆变器需求越来越广泛，容量需求也越来越大，因此大容量、高开关频率已经是逆变器的发展趋势。而逆变器的核心器件绝缘栅双极型晶体管（IGBT——Insulated Gate Bipolar Transistor）电流容量有限，尤其当其开关频率升高后电流过大会导致发热严重。

增加逆变器容量最基本的方法是IGBT直接并联，但IGBT并联数目过多会降低逆变器的可靠性，其主要原因是任何一个IGBT故障都会导致逆变器无法工作。因此逆变器模块并联方案成为扩展逆变器容量的主要方法，而逆变器模块并联的主要问题是均流问题。

目前逆变器并联技术发展日趋成熟，尤其当逆变器工作在电流源模式下，由于其控制目标本身是逆变器输出电流，因此逆变器模块并联均流控制技术方案已经成熟，如集中控制方案、主从控制方案和分布式控制方案已经成为逆变器模块并联均流控制的主要方案。

但当逆变器工作在电压源模式下，由于其控制目标是逆变器输出电压，而其输出电流是由负荷决定的，因此只能通过调节逆变器模块输出电压的方法来间接实现输出电流的均流控制，即逆变器模块间环流抑制，从而导致逆变器模块并联均流问题较为复杂。如目前基于分布式控制的不间断电源（UPS）均流控制，从暂态达到稳态均流状态时通常需要几秒甚至几十秒的时间，这种方案显然不适用动态均流要求较高的场合。

集中控制虽然可以实现逆变器模块动态均流需求，但由于实施集中控制的控制器一旦出现故障便会导致整体装置全部失效，进而降低了装置可靠性。主从控制方式很适用于逆变器模块并联，并且可以通过模块之间的主从切换实现多冗余设计来增加装置的整体可靠性，但这种方案通讯模式主要采用链式结构或总线结构，这种通讯方案不但降低了模块之间通信速度，并且当任何一个模块通讯出现故障后，其再次组网过程复杂耗时，从而限制了逆变器模块工作在电压源模式多并联的发展。

实用新型内容

本发明的目的是提出一种基于分光器的多并联逆变器控制系统的数据通讯设备，是一种结构简单易于实现的通讯设备，它借助于高速光纤总线方式，由主机统一发送，经分光器自动转换多路输出给并联的其他控制器，从而实现逆变器的并联控制。

本实用新型的技术方案：一种基于分光器的多并联逆变器控制系统的数据通讯设备，包括不少于2个的控制器，其特征在于它还包含光纤驱动模块、光纤模块、分光器和不少于一个的光纤法兰；其中，所述光纤驱动模块和光纤模块的输入端与一个控制器的输出端连接，其输出端连接分光器的输入端；所述分光器的输出端不少于一个，分别与不少于一个的光纤法兰连接；所述光纤法兰的输出端与其它控制器的输入端连接；所述光纤驱动模块、光纤模块、分光器、光纤法兰以及控制器之间的连接依光纤Fr实现。

所述分光器采用一收多发工作模式的总线式分光器以实现物理分光。分光器按熔融拉锥型分光原理进行设计，熔融拉锥法就是将两根（或两根以上）除去涂覆层的光纤以一定的方法靠扰，在高温加热下熔融，同时向两侧拉伸，最终在加热区形成双锥体形式的特殊波导结构，通过控制光纤扭转的角度和拉伸的长度，可得到不同的分光比例。最后把拉锥区用固化胶固化在石英基片上插入不锈铜管内，这就是分光器。