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单相逆变器及其并联系统可靠性若干问题的研究
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单相逆变电源并联控制技术研究
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逆变器的并联运行技术
逆变器的并联运行技术
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作者：南京航空航天大学
邢 岩 戚 惠 严仰光 赵修科（南京210016）
来源：《电源技术应用》
作者：南京航空航天大学
邢 岩 戚 惠 严仰光 赵修科（南京210016）
来源：《电源技术应用》
摘要：介绍多个电源模块并联使用时，会产生的问题及其解决方法。
关键词：电源模块
并联运行 均流
信息技术的迅速发展，对其供电系统的容量、性能和可靠性要求越来越高，也推动着电力电子技术的研究不断深入，研究领域不断拓宽。多模块并联实现大容量电源被公认为当今电源变换技术发展的重要方向之一。多个电源模块并联，分担负载功率，各个模块中主开关器件的电流应力大大减小，从根本上提高可靠性、降低成本。同时，各模块的功率容量减小而使功率密度大幅度提高。另外，多个模块并联，可以灵活构成各种功率容量，以模块化取代系列化，从而缩短研制、生产周期和降低成本，提高各类开关电源的标准化程度、可维护性和互换性等。
80年代国外开始研究dc/dc变换器并联运行技术，现已取得实用性的成果，而新的均流技术、系统稳定性等方面的研究仍在不断深入。同主电路和控制电路的研究发展过程一样，逆变器并联运行技术的研究也是在借鉴dc/dc并联技术的基础上不断深入。但由于是正弦输出，其并联运行远比直流电源困难，首先要解决三个问题：
（1）两台或多台投入运行时，相互间及与系统的频率、相位、幅度必须达到一致或小于容许误差时才能投入，否则可能给电网造成强烈冲击或输出失真。而且并联工作过程中，各逆变器也必须保持输出一致，否则，频率微弱差异的积累将造成并联系统输出幅度的周期性变化和波形畸变；相位不同使输出幅度不稳。
（2）功率的分配包括有功和无功功率的平均分配，即均流包括有功和无功均流。直流电源的均流技术不能直接采用。
（3）故障保护。除单机内部故障保护外，当均流或同步异常时，也要将相应逆变器模块切除。必要时还要实现不中断转换。
目前，实现逆变器并联运行的几类典型方法有：
1 自整步法[1][2][3]
并联系统中各模块是等价的，没有专门的控制模块。通过模块间的均流线实现同步和均流，源于航空恒速恒频（cscf）电源的自整步并联技术[2]。其基本原理是（见图1）：
以两路并联为例。当两通道的输出电压略有偏差时，将会有偏差电压存在。幅度偏差引起的与、基本上同相，见图1（c），相位偏差引起的与、基本上垂直（超前90°），见图1（b），尽量减小、的幅值和相位偏差将会减小偏差电压(=＋)，从而减小环流(=＋)，见图1（a）。类似cscf电源系统，逆变器输出端一般接有串联电感l和分流电容c构成的输出滤波器，但并联时两通道间的差模阻抗(z1－z2)，见图1(a)只含l，而c归入负载阻抗。忽略导线电阻，则引起的偏差电流滞后90°，与、基本同相，引起的偏差电流则滞后、90°，因此对相位偏差的控制，可以实现对偏差电流有功分量的控制，使两通道分担的有功功率趋于均衡；而对幅值偏差的控制，可以实现对偏差电流无功分量的控制，使无功功率趋于均衡。
偏差电流可以通过图2电流检测环ctloop实现。设通道1、2的电流互感器次级电流分别为、i1、i2，流过采样电阻r1、r2的电流分别为、，则电流检测闭合环路：
ir1r1＋ir2r2=(i1－it)r1＋(i2－it)r2=0
一般取r1=r2则it=(i1＋i2)/2可见，it体现了负载电流均值、而ir1、ir2体现了电流偏差，将其分离成有功、无功分量，并分别用于调整电压相位和幅值，见图3，从而实现有功和无功功率的均衡。
这一方法适合开环控制的低频调制逆变器，电流检测、分解和控制环节的电路复杂，调节时间长、精度低。
2 外特性下垂法[4]
出发点类似于直流输出变换器并联均流的下垂法。模块间没有控制信号连线。它仅以本模块有功功率、无功功率和失
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一种微电网多逆变器并联运行控制策略
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