三相逆變器冗余并聯運行關鍵技術及應用研究.pdf

1、逆變器冗余并聯技術是實現高可靠性、大容量、可擴展性電源系統(tǒng)的基礎，也是電力電子領域的研究熱點和難點。
　　 本文基于恒頻、恒壓(Constant Voltage Constant Frequency，CVCF)逆變器電源分布式并聯控制方法，針對變頻、變壓(Variable Voltage Variable Frequency，VVVF)逆變器(變頻器)提出了一種由數字控制實現的分布式有互聯線并聯控制方法。將變頻器的并聯控制解耦成

2、為頻率變化的正弦基準信號的同步控制和均流控制。首先利用方波信號來表示各模塊的基準相位及頻率，并據此生成所有并聯運行的變頻器共享的同步信號，各臺變頻器根據共享的同步信號，控制各臺之間同頻、同相；然后采樣計算環(huán)流信號對各模塊正弦電壓基準信號微調，實現負載均分。同時分析了并聯系統(tǒng)同步控制和均流控制的穩(wěn)定性，進行了仿真和實驗驗證。
　　 參考電力系統(tǒng)中用于功率調度的分層控制方法，提出了一種基于多層控制技術的無互聯線并聯控制，以實現多層控

3、制的解耦，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性?？刂瓢龑樱旱谝粚訛楦倪M的PQ下垂算法，在傳統(tǒng)算法中引入正比于有功功率的初始相位調節(jié)量，在并聯模塊相位差較小的前提下，精準調節(jié)輸出電壓，實現良好的動態(tài)及穩(wěn)態(tài)均流性能；第二層控制為負載調整率校正，檢測并聯系統(tǒng)輸出交流母線電壓的頻率及幅值，據此對由下垂調節(jié)和均流電感造成的輸出電壓偏差進行補償，以改善負載調整率；第三層控制稱為準同步控制，各逆變器模塊檢測交流母線電壓相位，在本模塊與交流母線相位差超過允許范圍

4、時，粗略但快速的調節(jié)本模塊相位，使相位差回落到第一層控制可以有效工作的區(qū)間內，以便實施第一層控制，并有效實現無沖擊熱投入及避免逆變器的動態(tài)相位失步，提高了系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。提出了多層控制協(xié)調策略，給出了關鍵參數設計準則。
　　 提出了基于無互聯線并聯的逆變器準同步控制方法。結合逆變器基于空間矢量控制的特性及檢測交流母線電壓相位，調節(jié)基準電壓與交流母線之間的相位偏差在一定小的范圍內，在熱投入過程中保證逆變器與交流母線基本上同頻

5、、同相后再投入并聯運行，有效抑制并聯瞬間的電流沖擊，改善并聯系統(tǒng)的熱插拔性能，在動態(tài)過程中，保證逆變器與交流母線之間的相位差不超過允許的范圍。研究了準同步控制方法和下垂同步控制方法之間的關系，并分析了兩者之間的穩(wěn)定性。
　　 將提出的無線并聯控制技術應用于大功率、模塊化的電力機車輔助電源系統(tǒng)中。提出了電力機車輔助電源系統(tǒng)架構、工作模式和建網邏輯，建立了由兩臺35kVA逆變器構成的實驗系統(tǒng)，驗證了理論分析和設計的正確性和可行性，為