大功率UPS數字控制及其并聯技術的研究

劉曉青

摘 要：對于大功率UPS而言，進行數字控制及其并聯技術的研究，對電力領域具有較大的積極意義。主要原因在于，我國在電力方面的需求較大，而且居民在電力方面的要求日漸提高，因此需要在大功率UPS數字控制及其并聯技術方面進一步深化研究，解決現階段發展中的一些難題，只有這樣才能更好的控制電力領域中的一些技術和設備，使居民在用電的過程中，少一些問題，多一些便捷。

關鍵詞：大功率；數字控制；并聯技術

對于大功率UPS數字控制及其并聯技術來說，在現階段的研究中，已經取得了一定的成果，但對于居民的需求來說，現階段的成果已經沒有辦法適應居民快速的生活節奏和工作需求，鑒于這樣的情況，必須將大功率UPS數字控制及其并聯技術中的問題迅速解決，獲得突破性的進展，只有這樣才能為居民更好的服務，同時也可以為電力領域做出更大的貢獻。對于大功率UPS數字控制及其并聯技術而言，主要的難點在于數字控制和并聯兩個方面，需要進行綜合考慮，否則會產生一定的消極影響。本文就大功率UPS數字控制及其并聯技術進行一定的研究。

1 冗余并聯原理

設各臺UPS電源之間的環流分別為i12、i23、i13，則有：

1.1 幅值不等相位相同時

如果各臺UPS輸出電壓的相位差 為零，但幅值差 不為零，則由式（1）及式（2）可知，輸出電壓僅有幅值差異而無相位差異時，環流主要表現為無功環流，因此，當任意兩臺UPS之間存在無功差異時，可以通過調節輸出電壓的幅值來實現無功輸出的均分。由此可見，對于大功率UPS數字控制及其并聯技術來說，需要在幅值不等相位相同時進行系統的研究，我們從公式中可以非常明顯的看出，當輸出電壓僅有幅值差異，卻沒有相位差異的時候，環流主要表現的是無功環流。鑒于這樣的情況，需要進行一定的調節。這些都是大功率UPS數字控制及其并聯技術的關鍵技術。很多的科研機構之所以沒有獲得較大的突破，原因就在于沒有對這些細節進行較為系統的研究。

1.2 相位不等幅值相同時

在大功率UPS數字控制及其并聯技術方面，還存在一個非常重要的情況，那就是相位不等幅值相同的時候，這是一個比較常見的情況，因此比較容易被忽略。如果對相位不等幅值相同的情況進行系統的研究，一定會有新的發現。如果各臺UPS 輸出電壓的幅值差異 為零，而相位差 不為零，由式（1）及式（2）可知，輸出電壓僅有相位差異而無幅值差異時，環流主要表現為有功環流，因此，當任意兩臺UPS之間存在有功差異時，可以通過調節輸出電壓的相位來實現有功輸出的均分。由此可見，相位不等幅值相同時的研究，對于大功率UPS數字控制及其并聯技術的研究來說也是非常重要的，要想獲得較大的突破，需要將大功率UPS數字控制及其并聯技術當中的每一個環節都研究的較為透徹，即使是較為熟悉的環節，也需要進行反復的研究，因為各個環節之間都有很大的聯系，只要細心的琢磨，一定會有新的發現。

2 并聯控制方案

2.1 無功與有功檢測

在大功率UPS數字控制及其并聯技術的研究方面，除了數字控制之外，另一個重點研究的方面就是并聯技術，要想開發出高效的并聯技術，首先要設計出并聯控制方案。而在此之前，需要進行有功與無功檢測，每一環都是緊密聯系的，不允許出現絲毫的差錯。在有功與無功檢測方面，最重要的就是遵循既定的公式，按照規范操作。設UPS 的輸出電壓與電流分別為：v a，vb，vc和ia，ib，ic，引入三相系統abc←AB變換，則有：

對于三相三線制而言，瞬時有功與無功就可以表示為：無功功率為： ，有功功率為： 。在實際的研究中。無功與有功檢測都需要根據不同的工作情況進行，很多的因素都在不斷的變化，在公式中，我們可以非常清晰的看到，眾多的條件和變量都會在不同的情況下受到較大的影響，在結果方面，也會出現一定的變化，鑒于這樣的情況，我們需要將其控制在一個比較標準的范圍以內，然后逐漸的縮小范圍，最后控制在一個較為精確的數值。這樣才能對大功率UPS數字控制及其并聯技術的研究產生較為積極的影響。

2.2 無功調壓方案

在大功率UPS數字控制及其并聯技術的研究中，需要進行一定的無功調壓工作，在方案設計上，需要結合實際情況，不能單純的從理論出發，這樣反而會對實際的操作產生一定的消極影響。為了在無功調壓方案上做出較好的成績，科研人員經過大量的努力，終于有所突破。無功調壓的控制框圖如下：

在圖中，Qi表示本臺UPS的輸出無功；Q aver表示多臺UPS 的輸出無功平均值；Q con表示PI調節器的輸出且作為輸出電壓給定V ref的補償量；V*ref表示補償后的輸出電壓給定，且V*ref=V ref+ Q con。這樣的無功調壓方案得到了大量的實踐應用，效果比較顯著。

2.3 有功調壓方案

實現UPS有功均分的方案主要由兩部分組成：首先，采用數字鎖相環（DPLL）來保證任意兩臺UPS之間的相位差異比較小， 使兩臺UPS能夠并聯；其次，為了能夠實現有功均分，利用頻率下垂特性來微調相位。有功調壓方案對于大功率UPS數字控制及其并聯技術具有較大的積極意義，在現階段的研究中，仍然在不斷的深化，相信可以獲得較大的突破。

[參考文獻]

[1]王立峰.基于恒功率感應加熱裝置的TSF+LC型功率因數補償器研究[J].有色冶金節能，2007（05）.

[2]魏遠航，汪仁煌.基于模糊神經網絡的變電站電壓無功綜合控制[J].廣東自動化與信息工程，2002（01）.

[3]王衛健.對無功自動補償裝置投退的建議[J].農村電工，2004（10）.