1引言
單個(gè)電源組件的容量是有限的，為了增加電源的容量,，提高供電可靠性,，常采用電源并聯(lián)技術(shù)。例如50臺(tái)電源并聯(lián)供電,，即使其中有幾臺(tái)出現(xiàn)故障,，由于供電系統(tǒng)具有一定的冗余度，不會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的正常工作,。對(duì)于實(shí)現(xiàn)大容量的逆變電源" title="逆變電源" target="_blank">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" 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title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源" title="逆變電源">逆變電源">逆變電源,，同樣也可以采用并聯(lián)技術(shù)。由于逆變電源通常采用新型全控功率開(kāi)關(guān)器件構(gòu)成單元模塊,，受功率開(kāi)關(guān)器件容量的限制,，單個(gè)逆變電源模塊的容量是十分有限的，通過(guò)多個(gè)模塊并聯(lián)進(jìn)行擴(kuò)容,，不僅可以充分利用新型全控功率開(kāi)關(guān)器件的優(yōu)勢(shì),，減少系統(tǒng)的體積,，降低噪聲，還可以提高系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度和逆變電源變換器的通用性,。
然而,，交流電源間的并聯(lián)運(yùn)行遠(yuǎn)比直流電源并聯(lián)運(yùn)行復(fù)雜，它不但要求兩電源輸出電壓幅值相等,，而且要求其頻率與相位嚴(yán)格一致,。為了使各并聯(lián)模塊可靠地工作，最重要的是解決均流問(wèn)題,。本文分析了環(huán)流的產(chǎn)生,，介紹了解決均流問(wèn)題的幾種方法。
2并聯(lián)運(yùn)行分析
兩臺(tái)逆變電源并聯(lián)連接的電路如圖1所示,。假設(shè)輸出波形是標(biāo)準(zhǔn)的正弦波,，不考慮畸變的影響。圖中RL為負(fù)載電阻,，
R1,、R2為線(xiàn)路阻抗，分別代表逆變器1和逆變器2穩(wěn)態(tài)下的輸出電壓和電流矢量,，則表示其有效值,。實(shí)際電路中，由于有RωL,，因此可忽略電路電感的影響,，R1、R2設(shè)為純電阻,，則有：
=[1－2R1/(2R1＋RL//2R2)]
＋[1－2R2/(2R2＋RL//2R1)](1)
=(－)/2R1=[/(2R1＋RL//2R2)]－
[－/2R2＋RL//2R1]×[RL/(2R1＋RL)](2)
=＋(3)
=(－)/2(4)
式中：為流經(jīng)兩個(gè)逆變電源的環(huán)流,。
設(shè)R1=R2=R且因R
圖1兩臺(tái)逆變電源并聯(lián)運(yùn)行示意圖
圖2逆變器并聯(lián)時(shí)的電壓矢量關(guān)系圖
圖3逆變器輸出串電感抑制環(huán)流
圖4兩臺(tái)逆變器并聯(lián)運(yùn)行系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型
圖5反饋控制方式實(shí)現(xiàn)均流的原理圖
3均流方案
限流電抗的加入使環(huán)流降低，有利于并聯(lián)運(yùn)行,，但也降低了系統(tǒng)的穩(wěn)定精度,。因此,，限流電抗不宜過(guò)大，一般取RLωLR,，其中ω為角頻率,。
為使各逆變器并聯(lián)時(shí)負(fù)載電流均勻分配，可將逆變器的輸出電流與平均負(fù)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(tái)逆變器并聯(lián)運(yùn)行系統(tǒng)的數(shù)學(xué)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：
加入均流電路時(shí)
=GV[(A1(Ug1－Kf1IH)－A2(Ug2－Kf2IH)](12)
設(shè)兩臺(tái)逆變電源的A1=A2=A,，Kf1=Kf2=Kf,，則上兩式變?yōu)椋?img alt="" height="12" src="http://files.chinaaet.com/images/20110217/044c7398-96b0-4a23-9325-7314be2fabbf.jpg" style="zoom: 1" width="8" />
式（13）表明，選擇適當(dāng)?shù)木鞣答佅禂?shù)Kf可使2A·Kf·GH1,，使IH′I(lǐng)H,。可見(jiàn)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(cè),，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(hào)通過(guò)電阻RS連到公共均流母線(xiàn),。母線(xiàn)上的電壓UA反映了所有電源UB的平均值。當(dāng)某一逆變電源的輸出電流大于平均負(fù)載電流時(shí),，UB>UA時(shí),，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(guò)比較輸出電流與平均負(fù)載電流的偏差值來(lái)調(diào)節(jié)輸出電壓,，從而達(dá)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(huì)出現(xiàn)較大的環(huán)流,，主要為有功環(huán)流,。此時(shí)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(huì)出現(xiàn)環(huán)流，不過(guò)此時(shí)部分逆變單元吸收無(wú)功功率,，另一部分逆變單元輸出無(wú)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(gè)逆變電源并聯(lián)給負(fù)載供電的電網(wǎng)絡(luò)模型
圖7電壓特性曲線(xiàn)
圖8頻率特性曲線(xiàn)
圖9主從并聯(lián)系統(tǒng)示意圖
（1）有功和無(wú)功并聯(lián)控制該控制方式實(shí)際上是實(shí)現(xiàn)并聯(lián)功率偏差控制,。當(dāng)并聯(lián)逆變電源單元出現(xiàn)輸出有功或輸出無(wú)功不一致時(shí),，逆變電源將檢測(cè)出本單元模塊的有功或無(wú)功偏差值，來(lái)調(diào)節(jié)逆變器單元輸出電壓的相位和幅值,，保證每一個(gè)逆變單元輸出的有功無(wú)功相等,，達(dá)到均流的目的，圖6是兩個(gè)逆變電源并聯(lián)給負(fù)載供電的電網(wǎng)絡(luò)模型,，設(shè)逆變單元1輸出的視在功率為：
S1=P1＋jQ1=UI1(15)
其中：
則有：
輸出的有功P1和無(wú)功Q1分別為：
逆變電源2的輸出有功P2和無(wú)功Q2分別為：
由式（18）—式（21）可知,，有功的大小主要取決于功率角δ，無(wú)功的大小主要取決于逆變電源的輸出幅值E1和E2,，因此可以通過(guò)調(diào)節(jié)功率角來(lái)調(diào)節(jié)輸出有功功率的大小,，通過(guò)調(diào)節(jié)逆變電源單元輸出電壓的幅值來(lái)調(diào)節(jié)無(wú)功的大小，從而可實(shí)現(xiàn)各輸出電源模塊的均流,。
（2）電壓頻率下垂控制該控制方式主要依靠調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)頻率的外部特性?xún)A斜度,，達(dá)到并聯(lián)的逆變電源均流控制的目的，這種方式在直流電源并聯(lián)均流控制中采用,，可以自動(dòng)實(shí)現(xiàn)并聯(lián)輸出均流,。在逆變電源的并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，同樣可以通過(guò)電壓頻率下垂均流控制來(lái)達(dá)到并聯(lián)逆變電源輸出有功和無(wú)功自動(dòng)均分的目的，從而抑制并聯(lián)環(huán)流,?；陬A(yù)先的下垂特性，可得到下式：
ω=ω0－mp(22)
U=U0－nq(23)
式中：ω0為空載頻率,；
U0為空載電壓幅值,；
m為頻率下垂系數(shù)；
n為電壓幅值下垂系數(shù),。
為了確保每個(gè)逆變電源能夠根據(jù)其額定容量分擔(dān)負(fù)載,，下垂系數(shù)選擇應(yīng)滿(mǎn)足：
m1S2=m2S2=…=mnSn(24)
n1S1=n2S2=…=nnSn(25)
式中：S1、S2,、…,、Sn為各并聯(lián)逆變電源的額定容量。
下垂特性控制主要是將并聯(lián)的各逆變電源單元模塊的輸出電壓和頻率調(diào)整到某一定值,，使它們能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)均流的目的,，各并聯(lián)單元之間是沒(méi)有互連通信線(xiàn)的。下垂特性曲線(xiàn)如圖7和圖8所示,。
（3）主從模塊法主從模塊控制方式是選擇一個(gè)模塊作為主模塊運(yùn)行，其它各并聯(lián)模塊受主模塊控制,，以實(shí)現(xiàn)各個(gè)模塊均勻分配負(fù)載電流,。圖9是一個(gè)由電壓控制的PWM逆變器（VCPI）功率單元和功率分配中心（PDC）單元組成的并聯(lián)系統(tǒng)。其基本結(jié)構(gòu)包括：
①一個(gè)VCPI主控單元其電壓調(diào)節(jié)器保證系統(tǒng)輸出幅值,，頻率穩(wěn)定的正弦電壓,；
②N個(gè)電流控制的PWM逆變器（CCPI）從單元設(shè)計(jì)其具有電流跟隨器性質(zhì)，分別跟隨PDC單元分配的電流,；
③PDC單元專(zhuān)門(mén)負(fù)責(zé)檢測(cè)負(fù)載電流,，并平均分配給各CCPI單元，且是同步的,。
VCPI單元通過(guò)鎖相環(huán)（PLL）使正弦輸出電壓與市電或自身產(chǎn)生的基準(zhǔn)電壓信號(hào)同步,，輸出電流取決于負(fù)載性質(zhì)。CCPI單元具有快速動(dòng)態(tài)響應(yīng)的特性,，能迅速跟隨負(fù)載電流指令變化,，并能適應(yīng)VCPI輸出頻率的變化。輸出電壓被看作干擾輸入,，通過(guò)前饋加以補(bǔ)償,。
PDC的主要功能是監(jiān)控整個(gè)系統(tǒng)的工作狀態(tài)，并按各單元的視在功率為各單元分配電流,。該方案均流效果較好,。
4結(jié)語(yǔ)
逆變電源并聯(lián)技術(shù)是提高系統(tǒng)可靠性，擴(kuò)大系統(tǒng)容量而發(fā)展起來(lái)的新技術(shù)。均流問(wèn)題的解決,，為實(shí)現(xiàn)逆變電源并聯(lián)運(yùn)行提供了可靠的保障,，勢(shì)必推動(dòng)并聯(lián)運(yùn)行技術(shù)的運(yùn)用和發(fā)展。
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(dòng)的差異,，其動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)過(guò)程不可能完全一致,，所以瞬時(shí)的電壓差不可避免。為限制產(chǎn)生過(guò)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(shè)L1=L2=L,，R1=R2=R,，則有：
=[RL/(2R＋2RL＋jωL)](＋)
=GV(＋)(7)
=(1/jωL＋2R)[(－)/2]
=GH(－)(8)
=GV(A1Ug1＋A2Ug2)(9)
=GH(A1Ug1－A2Ug2)(10)
′（11）
′=GV(A1Ug1′－A2Ug2′)
′（13）
′=GV(A1Ug1－A2Ug2)=Uo(14)
（16）
(17)
(18)
(19)
(20)
(21)