模塊化不間斷電源自適應(yīng)均流控制技術(shù)研究

龔亮

（中海石油深圳天然氣有限公司，廣東 深圳 518120）

自適應(yīng)均流技術(shù)的作用是當(dāng)電力系統(tǒng)的功率等參數(shù)發(fā)生變化時，也能夠確保輸出電壓保持穩(wěn)定。采用UPS 控制構(gòu)件完成對這一內(nèi)容的全面落實(shí)，要求控制系統(tǒng)具有較高程度的智能化水平，以確保整個系統(tǒng)能夠處于最為穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)，另外，也需要考慮在電力系統(tǒng)變化過程中的頻率、功率等參數(shù)的變化情況，讓這一系統(tǒng)能夠完成應(yīng)有工作。

1 模塊化不間斷電源自適應(yīng)均流系統(tǒng)的常見架構(gòu)

常見架構(gòu)為IPOP 體系，即輸入/輸出并聯(lián)體系，通過UPS 控制模塊完成具體的控制工作。其中，不同的UPS 構(gòu)架發(fā)揮的作用基本相同，在電力系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)發(fā)生變化時，由于所有并聯(lián)線路在實(shí)際變化中存在一定的差異，UPS 可以通過對這類參數(shù)的分析，采用最為合理的電力系統(tǒng)控制方案，實(shí)現(xiàn)對最終電壓的合理調(diào)控。由于整個系統(tǒng)處于并聯(lián)狀態(tài)，當(dāng)所有的支路電壓相同時，最終輸出的總電壓也相同，并且能夠保障輸出的功率基本不發(fā)生變化，所以在實(shí)際的工作體系內(nèi)，要確保這一系統(tǒng)能夠處于最安全穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)下，最終讓所有支路的輸出功率穩(wěn)定。

2 模塊化不間斷電源自適應(yīng)均流控制技術(shù)的常用方法

2.1 電壓的閉環(huán)控制

閉環(huán)控制系統(tǒng)具有極高的穩(wěn)定性和抗干擾性，也具有一定程度上的智能化水平，所以通過對這一系統(tǒng)的應(yīng)用可以更好保障系統(tǒng)的電壓處于最為穩(wěn)定的狀態(tài)。

在閉環(huán)系統(tǒng)中，應(yīng)用最廣泛的是PID 控制系統(tǒng)，其通過對系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)的采集，通過比例的提高以及對相關(guān)參數(shù)的對比和輸出，完成對最終參數(shù)的合理控制工作，尤其是對于一些特定情況下的參數(shù)來說，通過PID 控制可以讓最終的輸出數(shù)據(jù)處于最為穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)。PID 控制系統(tǒng)的構(gòu)建中，首先，要通過信號放大器完成對系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)的放大工作；其次，要使用參數(shù)的比較器完成對具體數(shù)據(jù)和系統(tǒng)中需要輸出信號間的橫向?qū)Ρ?，采取合理的措施開展對信號的調(diào)試工作；最后，為將已經(jīng)經(jīng)過處理的信號輸出，使用有壓調(diào)控或無壓調(diào)控的方式，完成對控制參數(shù)的配置，確保整個系統(tǒng)處于安全穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)。

2.2 并聯(lián)阻抗作用形式

系統(tǒng)中使用的UPS 構(gòu)件作用為，通過對各類參數(shù)的獲取和對比完成對輸出結(jié)果的調(diào)整工作，并且由于控制構(gòu)件處于并聯(lián)狀態(tài)，所以其最終的運(yùn)行狀態(tài)與系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量之間有很高的對接性，而由于各個系統(tǒng)都具有較高的運(yùn)行穩(wěn)定性和安全性，所以在具體的使用過程中，最終的輸出電壓參數(shù)可以保持穩(wěn)定，讓這一系統(tǒng)能夠處于安全穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)。

然而，在具體的設(shè)計中，必然需要通過對大量組抗的使用，落實(shí)對相關(guān)參數(shù)的合理調(diào)配工作。尤其是對于電壓升高的情況，需要確保阻抗系統(tǒng)能夠發(fā)揮電壓分配作用，最終讓UPS 系統(tǒng)的輸出參數(shù)符合穩(wěn)定性要求。對于不同的阻抗元件—如電阻、電感以及電容—電力系統(tǒng)的運(yùn)行頻率會對其的參數(shù)造成一定程度上的影響，所以需要確保系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)符合穩(wěn)定性要求。本文提出的方法為，通過對不同電感搭配方式和使用形式的分析，研究最終的結(jié)果是否能夠符合相關(guān)規(guī)定的要求。從具體的作用效果上來看，電容器在頻率升高時，其阻抗會降低，電感器在頻率上升時，其阻抗會升高，電阻不受到電力系統(tǒng)運(yùn)行頻率的影響，而從最終的作用效果上來看，雖然電力系統(tǒng)運(yùn)行中頻率和電壓之間的影響較低，然而也存在一定的影響效果，所以要通過對這一參數(shù)的詳細(xì)研究確保在頻率升高時，阻抗系統(tǒng)能夠承受更多的電壓分配負(fù)擔(dān)，本文提出的方法為通過合理設(shè)置電感器，并且合理確定使用電容器參數(shù)的方法，完成對整個系統(tǒng)中阻抗的合理配置工作。

2.3 虛擬環(huán)流阻抗自適應(yīng)控制

在完成所有參數(shù)的研究和分析工作后，本文建成了針對這一系統(tǒng)的整體性運(yùn)行框架，在此基礎(chǔ)上完成對實(shí)際運(yùn)行質(zhì)量的研究和分析項(xiàng)目。從這一框架中可以發(fā)現(xiàn)，最終采用虛擬阻抗完成對所有電力參數(shù)的調(diào)整工作，并在此基礎(chǔ)上讓系統(tǒng)中的其余參數(shù)處于最佳科學(xué)的運(yùn)行狀態(tài)，讓其能夠更好地參與對電力參數(shù)的調(diào)整過程。其中，PID 控制器的作用為完成對輸入信號的調(diào)整和分析，獲取的最終結(jié)果與其余的線纜相連并將其輸出，而其余的線纜通過對這一信號的比較工作，實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的信號放大和調(diào)整。此外，采用積分控制電路及微分控制電路，可以保證最終輸出的參數(shù)具有較高的穩(wěn)定性。而對于其余的控制電路來說，可通過阻抗完成對相關(guān)參數(shù)系統(tǒng)的合理配置和優(yōu)化，并且在此基礎(chǔ)上完成對最終結(jié)果的合理調(diào)整，并將信號傳輸?shù)絇ID 系統(tǒng)中，可以對這一輸出的信號進(jìn)行進(jìn)一步分析。可以說，PID 系統(tǒng)發(fā)揮的作用包括對實(shí)際輸入信號的調(diào)整和對反饋信號的調(diào)控兩方面，最終讓整個系統(tǒng)的輸入?yún)?shù)穩(wěn)定性大幅提高。圖1 為自適應(yīng)均流控制系統(tǒng)的整體框架圖。

圖1 自適應(yīng)均流控制系統(tǒng)的整體框架

2.4 直流分量控制

模塊化不間斷電源的運(yùn)行過程會產(chǎn)生一定的直流分量，這一分量對整個系統(tǒng)會造成一定的影響，所以需要最大限度保障直流分量的穩(wěn)定性，讓整個系統(tǒng)具備較穩(wěn)定的輸出功率。此外，上文的研究過程主要是為對交流分量進(jìn)行穩(wěn)定控制，而要確保整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性符合要求，后續(xù)的工作為對直流分量的深度研究和分析，在雙方面的共同作用下，才可確保整個系統(tǒng)處于最為安全穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)。

直流分量的調(diào)整過程采用方法為，通過對接入系統(tǒng)中阻抗的合理控制和分析，完成對直流電的消耗工作，同時從輸出電壓上來看，直流分路中的電阻能夠獲取更高的電壓值時，其能夠更好地完成對整個系統(tǒng)的電壓調(diào)控工作，并且最終的輸出結(jié)果能夠與交流系統(tǒng)進(jìn)行更好的銜接和融合，提高了整個系統(tǒng)的輸電穩(wěn)定性。在系統(tǒng)運(yùn)行過程中，本文使用的方法為采用智能化控制系統(tǒng)，向電力系統(tǒng)中裝配相應(yīng)的傳感器，讓這一系統(tǒng)能夠處于最安全穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)，另外通過對各類信號的研究和獲取，采用單片機(jī)完成對各類數(shù)據(jù)的分析工作。從最終的作用效果上來看，可以確保這一系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量進(jìn)一步提升，并且通過完成對相關(guān)參數(shù)的研究和分析工作，實(shí)現(xiàn)對可變電阻器的實(shí)際調(diào)整工作，最終讓輸出的電流支路能夠滿足運(yùn)行的穩(wěn)定性要求。

3 模塊化不間斷電源自適應(yīng)均流控制技術(shù)的控制結(jié)果

為更好地研究這一設(shè)計方案的作用效果，本文通過對UPS 構(gòu)架的合理搭建，最終建成了八組UPS 構(gòu)架，并且將其進(jìn)行并聯(lián)操作，從中分析整個系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，在此基礎(chǔ)上研究和分析這一系統(tǒng)的具體運(yùn)行質(zhì)量。從最終的作用效果上看，整個系統(tǒng)在電壓發(fā)生一定幅度的波動時，最終的輸出結(jié)果可以全面保證其輸出參數(shù)的穩(wěn)定性，輸出電壓符合整個系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性要求，從而讓這一系統(tǒng)處于最為安全穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)。對于其余的工作項(xiàng)目來說，通過不同程度上的電力系統(tǒng)波動性分析等工作項(xiàng)目的落實(shí)，發(fā)現(xiàn)整個系統(tǒng)都能夠處于穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)，并且最終的輸出功率、輸出電壓等參數(shù)符合精確度要求，因此，這一系統(tǒng)能夠滿足整個系統(tǒng)的穩(wěn)定供電要求。另外，從系統(tǒng)的響應(yīng)時間上看，由于其能夠發(fā)揮對相關(guān)電壓變化情況和相關(guān)參數(shù)的及時調(diào)整作用，所以可以確定這一系統(tǒng)的響應(yīng)速度較快，滿足系統(tǒng)當(dāng)前的工作各項(xiàng)運(yùn)行要求，整個系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性、安全性能夠獲得最大程度的提升，最終讓這一電路調(diào)整設(shè)備處于最安全穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)。

4 結(jié)語

綜上所述，模塊化不間斷供電系統(tǒng)的自適應(yīng)均流系統(tǒng)在構(gòu)建過程中，通過對系統(tǒng)變化情況造成影響的分析，研究電壓的變化控制方式，通過完成阻抗作用形式等設(shè)計項(xiàng)目，完成對整個系統(tǒng)的全面高效研究，此基礎(chǔ)上通過構(gòu)建實(shí)物的方式對最終的分析結(jié)果進(jìn)行全面研究，從中分析這一系統(tǒng)的整體運(yùn)行質(zhì)量。