[发明专利]一种主从式逆变器并联系统切换控制方法及装置

说明书

本发明公开了一种主从式逆变器并联系统切换控制方法及装置，主从式逆变器并联系统包括多台逆变器，每台逆变器对应设置有交流输出开关以及控制板，多台逆变器输出端分别通过交流输出开关连接到同一个交流侧公共母线，每台逆变器的控制板通过发送端和接收端依次相连成环状；所述切换控制方法包括：在并联系统启动前对所有逆变器进行输出电压谐波含量检测，并控制输出电压异常的逆变器自动退出并联系统；根据输出电压正常的逆变器的编号，完成主从机设置；在主机发生故障的情况下，通过其控制板的电平信号翻转通知相邻的从机，使该从机自动切换为主机；本发明的优点在于：提供有效的逆变器输出电压自检手段，保证并联系统运行的可靠性。

技术领域

本发明涉及逆变器并联均流控制技术领域，更具体涉及一种主从式逆变器并联系统切换控制方法及装置。

背景技术

随着各种用电设备的不断增加，对供电系统的容量和可靠性的要求也越来越高，单台逆变器的交流电源供电系统已不能满足要求，需要采用逆变器的并联技术。在逆变器并联系统中，各台逆变器之间可能存在环流问题，影响系统稳定性，特别是当各台逆变器在输入电压、滤波器和线路阻抗以及控制器载波信号等参数存在差异时，其并联不均流和共模电压问题会更加突出。

目前，逆变器并联均流控制包括集中控制、主从控制、分散逻辑控制和下垂控制。其中集中控制通过一个集中控制单元来给各个逆变器发送输出电压相位同步信号和负载电流参考值，实现逆变器输出电流的均衡；主从控制是采用其中一台逆变器作为主机，运行于VF(电压/频率)电压模式，其余的N-1台逆变器作为从机，工作在PQ(有功/无功功率)电流模式，相当于一个电压源与N-1个电流源相并联；分散逻辑控制与下垂控制中各台逆变器的地位是一样的，没有主从之分，都运行于电压模式，通过各台逆变器输出的有功和无功功率控制输出电压基准的幅值和相位，从而实现并联系统的均流，区别在于分散逻辑控制要借助相位同步总线和功率总线，而下垂控制不需要互联线。

上述逆变器并联控制技术存在的问题是：①集中控制只有一个集中控制单元，如果该控制单元出现故障，整个逆变器并联系统将处于崩溃状态，无法实现冗余和热插拔，因此可靠性很低，这种控制方法已经很少使用。②主从控制的可靠性严重依赖于主机，一旦主机出现问题并停止工作，整个系统可能就要被迫关闭。③分散逻辑控制与下垂控制的共同缺陷是：采用功率调节方式，因此调节滞后一个基波周期，动态性能差；控制目标是参考电压的幅值和频率，也就是说，它们是以牺牲逆变器幅值和频率的精度来实现均流，这会影响输出电压的电能质量。而主从控制的逆变器并联系统中，由于从机的直接控制对象是输出电感电流，因此很容易实现主机和各从机输出的基波和谐波电流的均流，不受逆变器输出阻抗和线路阻抗差异的影响，也不会影响输出电压的幅值和频率精度。虽然主从式逆变器并联需要借助通讯互联线，但是在实际应用中，并联的逆变器需要知道彼此的状态信息，互联线将不可避免。至于上文中提到的主机故障引起的可靠性问题，如果在主机出现故障时，将其从系统中切出，将其中一台从机切换为主机，其工作模式由电流源输出转换为电压源输出，就可以解决上述问题。