梁新明

艾默生网络能源有限公司 830000

1 UPS的发展

因为社会的飞速发展与进步，生活中众多的领域对电源供电的质量要求程度也越来越高了，当然，也伴随着出现了各式各样的电源能源。如今，我们对UPS的理解程度已远远超出了水力、风力、火力或者核发电等等传统的认识的局限，这与电子技术的飞速发展是密不可分的。

如今的电力电子技术的飞速发展，为固态电源系统的广泛应用与进步创造了条件，现代的电力电子技术是20世纪里的一个重要技术，它是集控制技术、微电子技术、电力技术以及功率半导体技术为一体的新学科，电力电子器件作为电力电子技术的基础，经过了不控、半控、全控的历程后，正往大电流、智能化、高耐化、全控型的方向前进。

为了实现固态电源的低污染、高性能，高频化的电源越来越得到普及，而高开关频率的电子器件是高频化电源设计的最关键，这种依赖关系迫使它往高频化的方向发展，那些比较传统的电力电子器件现如今已远远达不到这种高开关低耗能并有着优良导热性的要求，为适应电力电子未来发展的方向，人们不得不重新寻找适应它的新材料，例如碳化材料的高耐压大电流电力电子器件的应用将电力电子技术。

2 电源并联系统的基本控制策略

把多个电源并联在一起，让他们稳定得运行起来想必是件挺困难的事情，因为电源所输出的是正弦电压，无论在任何时候都必须要保持每一台所并联电源输出电压的频率、相位以及幅值，否则在电源并联之间会形成巨大的负载电流一环流，使得并联系统处在崩溃状态，但是如果选择合适的控制策略就可以让正处于并联状态电源输出电压的频率、相位以及幅值保持一致，从而有效地阻止了此环流。现如今有主从控制、集中控制、分散控制、无互连线分散控制等等UPS的并联系统控制。实际上，UPS的并联其实就是所组成UPS的逆变器之间的并联，因此，探究逆变器并联的控制是我们主要的研究对象。

2.1 主从控制的方式

在主从控制的方案里，在并联逆转器系统的其中一台是电压控制型的，它的输出就相当于电压源，我们把它叫做主模块，并联系统的输出电压就是他所支撑着的，其余的逆转器都是作为电流源输出的，我们称他们为从模块，其中它把主模块的输出电流作为自己的电流指令。

主从控制比集中控制少了集中控制中心，所以主从并联系统比集中控制的可靠性要高，可是从模块们还需要在并联的主模块里获得电流指令，但要是还要考虑在线热插拔功能实现的话，控制其逻辑是比较复杂的，因此，也实现不了其真正的模块化。

为了是主从并联控制系统的可靠性得到进一步的提高，当模块发生故障时，可以采用通过硬件软件的方式，让其余的从模块进行竞争而产生个新的主模块的控制方案，不仅可以避免因主模块失效而造成的系统崩溃，还可以继续运行，同时也是逆变器并联系统的可靠性提高了。

2.2 集中控制方式

在集中控制方式里，有个集中并联控制单元，他把搜索到的相位以及市电频率当做基准，然后结合某个输出电压的基准，并且会对每一台逆变电源下发出所检索到的交流基准指令，然后每个并联逆转器根据搜索的负载电流的平均值与自身的情况输出电流，并且计算出电流的偏差。如果每个并联单元都是被一种信号控制的情况下所输出的电压频率与相位没有很大的偏差，就可以判断出因为电压的幅值不相同所造成的每个并联逆变器单元的偏差，因此，把这种电流的偏差当做电压指令的弥补在各电源里，用来消除掉电流的不平衡的问题。

在这个方案里，因为每个并联着的逆转器里都有电流环，所以可以获得比较不错的动态与静态均流的效果；此外，因为在平均的电流里会有50Hz甚至更高频率的信号，只有确保传输此信号的传输介质具有很高的传输宽带才能使每一台逆变器做到均流准确。所以才会特别容易被干扰到，进而严重威胁到并联系统的安全运作。

2.3 分散逻辑控制的方式

在分散逻辑控制的方案里，所有参加并联逆变器都是相同的，没有集中控制中心，逆变器的均流控制都是根据并联运作的逆变器间的通讯总线来完成的，通过总线，并联状态下的逆变器互相传递消息，以呈现出每台逆变器输出负载均流以及输出的电压锁相和其相联系的逻辑转换。

分散逻辑控制方式有两种：一种是分散控制方式是下垂特点的控制方式，这个方式及时借助了电力系统里的同步发电机并联式后的方式；另一种是利用均流总线分散的控制方式，也就是每个并联的逆变器都需要经过均流总线来获得其余并联模块的各种信息，并且根据这个信息调整自身输出的幅值与相位，以至于是最后的负载均分得到一定的满足。

2.4 无互联线时并联控制

因为在分散逻辑并联控制的方案中各个逆变器电源里有太多的互连线，而且容量大设备并联的时候互连线之间的距离比较远，干扰也比较严重。但是可以采用无互连线的并联控制方案，这种技术不仅可以实现相对完善的并联系统中的逆变电源独立控制，还能够在结构与容量都不同的电压型逆变电源之间或者公共电网和逆变电源之间形成负载均分控制以及并联运行控制。所以成为取消逆变电源间的均流互联线最为优秀的方案。

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