逆變器并聯(lián)運行中的均流技術

3均流方案由于逆變電源輸出是交流量，即使、在穩(wěn)態(tài)下輸出的幅值、頻率及相位均相等，但因各逆變器電路參數(shù)及外界擾動的差異，其動態(tài)調(diào)節(jié)過程不可能完全一致，所以瞬時的電壓差不可避免。為限制產(chǎn)生過大的環(huán)流，可在逆變器的輸出端串入限流電抗，如圖3所示，設L1=L2=L，R1=R2=R，則有：=[RL/(2R＋2RL＋jωL)](＋)=GV(＋)(7)=(1/jωL＋2R)[(－)/2]=GH(－)(8)

限流電抗的加入使環(huán)流降低，有利于并聯(lián)運行，但也降低了系統(tǒng)的穩(wěn)定精度。因此，限流電抗不宜過大，一般取RLωLR，其中ω為角頻率。

為使各逆變器并聯(lián)時負載電流均勻分配，可將逆變器的輸出電流與平均負載電流的偏差值（即環(huán)流值）作為反饋引入控制系統(tǒng)，圖4是兩臺逆變器并聯(lián)運行系統(tǒng)的數(shù)學模型，其中A1、A2為系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)，Kf1、Kf2為均流反饋系數(shù)，GH為環(huán)流產(chǎn)生環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)，GV為輸出電壓傳遞函數(shù)。則有：=GV(A1Ug1＋A2Ug2)(9)=GH(A1Ug1－A2Ug2)(10)

加入均流電路時′（11）′=GV(A1Ug1′－A2Ug2′)

=GV[(A1(Ug1－Kf1IH)－A2(Ug2－Kf2IH)](12)

設兩臺逆變電源的A1=A2=A，Kf1=Kf2=Kf，則上兩式變?yōu)椋?img onload="if(this.width>620)this.width=620;" onclick="window.open(this.src)" style="cursor:pointer" height="12" src="http://editerupload.eepw.com.cn/fetch/20130823/162436_2_17.jpg" width="8" style="zoom: 1" alt="" />′（13）′=GV(A1Ug1－A2Ug2)=Uo(14)

式（13）表明，選擇適當?shù)木鞣答佅禂?shù)Kf可使2A·Kf·GH1，使IH′IH。可見加入均流環(huán)節(jié)后使IH大大減小，輸出電流I1、I2趨于一致。式（14）表明，加入均流電路后的輸出值未變化，仍然跟蹤給定電壓。

圖5是上述反饋控制方式的原理圖，逆變電源的輸出電流由互感器檢測，經(jīng)整流濾波放大后得到直流電壓UB，它反映了該電源的輸出電流的大小。各電源的UB信號通過電阻RS連到公共均流母線。母線上的電壓UA反映了所有電源UB的平均值。當某一逆變電源的輸出電流大于平均負載電流時，UB>UA時，該電源的控制放大器N1使其給定電壓Ug減小，迫使該電源的輸出電壓降低；反之，使其輸出電壓升高。這樣，通過比較輸出電流與平均負載電流的偏差值來調(diào)節(jié)輸出電壓，從而達到均流的目的。

在并聯(lián)的逆變電源系統(tǒng)中，如果逆變單元的頻率，幅值完全相同，但存在一定的相位差，則逆變單元之間會出現(xiàn)較大的環(huán)流，主要為有功環(huán)流。此時部分逆變電源將工作在整流狀態(tài)；如果頻率和相位一致，幅值有差異，也會出現(xiàn)環(huán)流，不過此時部分逆變單元吸收無功功率，另一部分逆變單元輸出無功功率。此外，即使輸出同相位，同頻率，同幅值的正弦波，但因諧波含量有較大的差異，仍存在諧波環(huán)流。下面分析在這些不同情況下的均流控制方法。

圖6兩個逆變電源并聯(lián)給負載供電的電網(wǎng)絡模型

圖7電壓特性曲線

圖8頻率特性曲線

圖9主從并聯(lián)系統(tǒng)示意圖