逆變電源并聯系統反饋系數差異對環流的影響分析

王懷寶 馮利臻 吳宇

中圖分類號:TM464文獻標識碼:A文章編號:1673-0992(2009)12-047-01

摘要:對采用無連線控制方案控制的逆變電源并聯系統分兩逆變器輸出電壓反饋系數存在差異和電感電流反饋系數存在差異兩種情況討論分析逆變電源并聯系統反饋系數差異對環流的影響。

關鍵詞:逆變電源;反饋系數差異;環流

逆變電源的并聯運行,一般應滿足三個基本要求[1,2]:首先電源系統中各模塊承受的電流能自動平衡,實現均流;其次為提高系統的可靠性,應盡量可能不增加外部均流措施,并使均流與冗余技術相結合;最后當輸入電壓或負載電流發生變化時,應保持很好的均流瞬態響應特性[3,4]。

一、反饋系數差異對環流的影響分析

理論上分析,如果各逆變器模塊中相應硬件完全相同,則可實現任意并聯模塊的自動均流。然而實際系統中盡管器件選取同樣型號,仍不可能達到參數完全相同的目的。為了分析反饋系數差異對環流的影響,本系統中各并聯模塊的參數除了電壓、電流反饋系數外,其他參數都是完全一樣的。

1.兩逆變器輸出電壓反饋系數存在差異情況下環流影響分析

在進行仿真分析前先令逆變器2的輸出電壓反饋系數為單臺仿真時的常用值0.03125,減小逆變器1的反饋系數從左到右依次為0.031,0.03075,0.03105。則兩逆變器輸出電壓反饋系數存在差異時的輸出電流如圖1所示。

(a)反饋系數差0.031, (b)反饋系數0.03075,(c)反饋系數0.0305

(a)feedback coef is 0.031 (b)feedback coef is 0.03075 (c)feedback coef is 0.0305

圖1存在電壓反饋系數差時系統輸出電流波形

Fig. 1 Waveforms of system output current with voltage feedback coef difference

從圖1中可以看出,當兩逆變器輸出電壓反饋系數存在差異的時候,兩逆變器輸出電流的變化與兩逆變器輸出電壓存在幅值差的情況相似,這是因為反饋系數只是輸出電壓的一個比例系數,并不影響輸出電壓的相位,在兩逆變器參考電壓相同的情況下,反饋系數大的反饋回去的電壓幅值就大,導致輸出電壓變小,輸出電流也就變小;反饋系數小的逆變器,輸出的電流大。在逆變器2反饋系數保持不變,逐漸減小逆變器1的反饋系數,則逆變器1的輸出電流逐漸增大,逆變器2的輸出電流逐漸減小。

由于電壓反饋系數是傳感器本身固有的屬性,不可能做到完全相同并且受環境、溫度等條件的影響,它們之間的差值也會在小范圍內變化,這些都是客觀存在的因素。有效減小電壓反饋系數的差異就能縮小并聯逆變器之間輸出電壓的差異在選擇傳感器參數一致的前提下,可以通過軟件補償來保證反饋系數相同。

2.2 兩逆變器電感電流反饋系數存在差異情況下環流影響分析

在進行仿真分析前先令逆變器2的電感電流反饋系數為單臺仿真時的常用值0.0268,減小逆變器1的反饋系數從左到右依次為0.025,0.0225,0.02。則兩逆變器輸出電壓反饋系數存在差異時的輸出電流如圖2所示。

(a)反饋系數差0.025 (b)反饋系數0.0225 (c)反饋系數0.02

(a)feedback coef is 0.025(b)feedback coef is 0.0225(c)feedback coef is 0.02

圖2存在電流反饋系數差時系統輸出電流波形

Fig. 2 Waveforms of system output current with current feedback coef difference

從圖2可以看出,當兩逆變器的電感電流反饋系數之間存在差異的時候,兩逆變器的輸出電流與負載電流同相,幅值都為負載電流的一半,也就是說完全均分負載。可見兩逆變器的電感電流反饋系數的差異對系統的輸出并不能產生影響,因為雙閉環系統中的電流環本身就只是用來改善系統動態響應性能的,系統的輸出性能是由電壓環調節的。

二、結論

本文對逆變電源并聯系統反饋系數差異影響環流的多方面因素進行了仿真分析,針對這些影響因素給出了解決或者抑制的方法,這些問題的解決為逆變電源的并聯設計提供了重要的理論依據和基礎。

參考文獻:

[1]段善旭.模塊化逆變電源全數字化并聯系統控制技術研究.[華中理工大學博士學位論文],1999:21-35

[2]段善旭,康勇,孟宇等.全數字化逆變電源并聯系統環流特性分析.華中理工大學學報,2000,28(6):27-30