[发明专利]逆变器并联控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及电气控制技术，尤其涉及一种逆变器并联控制系统。

背景技术

随着城市交通压力的增大，城轨车辆成为越来越重要的轨道交通工具。辅助逆变器作为轻轨车的一部分，其工作的可靠性对整个车辆的运行有很大的影响，如何提高供电可靠性迫在眉睫。

现有技术为适应大功率负载的需求，大部分采用辅助逆变器并联控制方案，即将多个逆变单元并联连接，向负载提供电源。辅助逆变器并联控制方案在实际运用中一般存在运行不稳定和环流大的问题，现有技术往往采用电压-频率下垂控制策略来进行输出调整。

逆变器电压-频率下垂控制原理如图1所示，并联至交流母线的每个逆变单元包括逆变器1、下垂控制模块、参考电压生成单元3和微调单元4。逆变器1就是能够由脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation，简称PWM）控制信号进行控制的PWM逆变器。下垂控制模块包括功率计算单元21和下垂控制单元22。

电压-频率下垂法控制策略的实质为：每个逆变单元检测自身输出的电压值u和电流值i；据此计算有功功率P和无功功率Q；基于下垂特性曲线得到待调整的输出电压频率指令值ω_i和幅值指令值E_i；然后根据频率指令值和幅值指令值，通过调整PWM控制信号来反相微调逆变器输出电压的幅值和频率，从而达到有功和无功功率的合理分配。即，对于输出有功功率大的逆变单元，通过频率下垂特性减小其输出频率，从而减少其有功功率输出；输出有功功率小的逆变单元，通过频率下垂特性增大其输出频率，从而增加其有功功率输出；输出无功功率大的逆变单元，通过幅值下垂特性降低其电压幅值，从而减小其输出无功功率；输出无功功率小的逆变单元，通过幅值下垂特性抬高其电压幅值，从而增大其输出无功功率。即输出功率较少的逆变单元会根据电压-频率下垂特性增加其输出，而输出功率相对较多的逆变单元则相应的减少其输出，并且这种自我调节过程将一直持续下去，直到并联系统达到最小环流点。由于逆变单元内阻很小，其输出外特性会比较“硬”，很小的幅值或相位差都会在并联的逆变单元之间产生很大的系统环流。因而引入电压-频率下垂法控制，就会使其输出特性相应变“软”。

逆变单元的输出电压频率和幅值基于如下公式（1）变化：

ωj=ω0j-mjPjEj=E0j-njQj(j=1,2,...,n)---(1)]]>

其中，n为逆变单元的数量，ω_0j为第j个逆变单元空载输出角频率，E_0i为第j个逆变单元空载输出电压幅值，P_j为第j个逆变单元的输出有功功率，Q_j为第j个逆变单元的输出无功功率，m_j为第j个逆变单元输出角频率的下垂系数、n_j为第j个逆变单元输出幅值的下垂系数。