模块化不间断电源自适应均流控制技术研究

2019-11-11龚亮

中国设备工程 2019年20期

龚亮

（中海石油深圳天然气有限公司，广东深圳 518120）

自适应均流技术的作用是当电力系统的功率等参数发生变化时，也能够确保输出电压保持稳定。采用UPS 控制构件完成对这一内容的全面落实，要求控制系统具有较高程度的智能化水平，以确保整个系统能够处于最为稳定的运行状态，另外，也需要考虑在电力系统变化过程中的频率、功率等参数的变化情况，让这一系统能够完成应有工作。

1 模块化不间断电源自适应均流系统的常见架构

常见架构为IPOP 体系，即输入/输出并联体系，通过UPS 控制模块完成具体的控制工作。其中，不同的UPS 构架发挥的作用基本相同，在电力系统的运行参数发生变化时，由于所有并联线路在实际变化中存在一定的差异，UPS 可以通过对这类参数的分析，采用最为合理的电力系统控制方案，实现对最终电压的合理调控。由于整个系统处于并联状态，当所有的支路电压相同时，最终输出的总电压也相同，并且能够保障输出的功率基本不发生变化，所以在实际的工作体系内，要确保这一系统能够处于最安全稳定的运行状态下，最终让所有支路的输出功率稳定。

2 模块化不间断电源自适应均流控制技术的常用方法

2.1 电压的闭环控制

闭环控制系统具有极高的稳定性和抗干扰性，也具有一定程度上的智能化水平，所以通过对这一系统的应用可以更好保障系统的电压处于最为稳定的状态。

在闭环系统中，应用最广泛的是PID 控制系统，其通过对系统运行参数的采集，通过比例的提高以及对相关参数的对比和输出，完成对最终参数的合理控制工作，尤其是对于一些特定情况下的参数来说，通过PID 控制可以让最终的输出数据处于最为稳定的运行状态。PID 控制系统的构建中，首先，要通过信号放大器完成对系统采集数据的放大工作；其次，要使用参数的比较器完成对具体数据和系统中需要输出信号间的横向对比，采取合理的措施开展对信号的调试工作；最后，为将已经经过处理的信号输出，使用有压调控或无压调控的方式，完成对控制参数的配置，确保整个系统处于安全稳定的运行状态。

2.2 并联阻抗作用形式

系统中使用的UPS 构件作用为，通过对各类参数的获取和对比完成对输出结果的调整工作，并且由于控制构件处于并联状态，所以其最终的运行状态与系统的运行质量之间有很高的对接性，而由于各个系统都具有较高的运行稳定性和安全性，所以在具体的使用过程中，最终的输出电压参数可以保持稳定，让这一系统能够处于安全稳定的运行状态。

然而，在具体的设计中，必然需要通过对大量组抗的使用，落实对相关参数的合理调配工作。尤其是对于电压升高的情况，需要确保阻抗系统能够发挥电压分配作用，最终让UPS 系统的输出参数符合稳定性要求。对于不同的阻抗元件—如电阻、电感以及电容—电力系统的运行频率会对其的参数造成一定程度上的影响，所以需要确保系统的运行参数符合稳定性要求。本文提出的方法为，通过对不同电感搭配方式和使用形式的分析，研究最终的结果是否能够符合相关规定的要求。从具体的作用效果上来看，电容器在频率升高时，其阻抗会降低，电感器在频率上升时，其阻抗会升高，电阻不受到电力系统运行频率的影响，而从最终的作用效果上来看，虽然电力系统运行中频率和电压之间的影响较低，然而也存在一定的影响效果，所以要通过对这一参数的详细研究确保在频率升高时，阻抗系统能够承受更多的电压分配负担，本文提出的方法为通过合理设置电感器，并且合理确定使用电容器参数的方法，完成对整个系统中阻抗的合理配置工作。

2.3 虚拟环流阻抗自适应控制

在完成所有参数的研究和分析工作后，本文建成了针对这一系统的整体性运行框架，在此基础上完成对实际运行质量的研究和分析项目。从这一框架中可以发现，最终采用虚拟阻抗完成对所有电力参数的调整工作，并在此基础上让系统中的其余参数处于最佳科学的运行状态，让其能够更好地参与对电力参数的调整过程。其中，PID 控制器的作用为完成对输入信号的调整和分析，获取的最终结果与其余的线缆相连并将其输出，而其余的线缆通过对这一信号的比较工作，实现进一步的信号放大和调整。此外，采用积分控制电路及微分控制电路，可以保证最终输出的参数具有较高的稳定性。而对于其余的控制电路来说，可通过阻抗完成对相关参数系统的合理配置和优化，并且在此基础上完成对最终结果的合理调整，并将信号传输到PID 系统中，可以对这一输出的信号进行进一步分析。可以说，PID 系统发挥的作用包括对实际输入信号的调整和对反馈信号的调控两方面，最终让整个系统的输入参数稳定性大幅提高。图1 为自适应均流控制系统的整体框架图。

图1 自适应均流控制系统的整体框架

2.4 直流分量控制

模块化不间断电源的运行过程会产生一定的直流分量，这一分量对整个系统会造成一定的影响，所以需要最大限度保障直流分量的稳定性，让整个系统具备较稳定的输出功率。此外，上文的研究过程主要是为对交流分量进行稳定控制，而要确保整个系统的稳定性符合要求，后续的工作为对直流分量的深度研究和分析，在双方面的共同作用下，才可确保整个系统处于最为安全稳定的运行状态。

直流分量的调整过程采用方法为，通过对接入系统中阻抗的合理控制和分析，完成对直流电的消耗工作，同时从输出电压上来看，直流分路中的电阻能够获取更高的电压值时，其能够更好地完成对整个系统的电压调控工作，并且最终的输出结果能够与交流系统进行更好的衔接和融合，提高了整个系统的输电稳定性。在系统运行过程中，本文使用的方法为采用智能化控制系统，向电力系统中装配相应的传感器，让这一系统能够处于最安全稳定的运行状态，另外通过对各类信号的研究和获取，采用单片机完成对各类数据的分析工作。从最终的作用效果上来看，可以确保这一系统的运行质量进一步提升，并且通过完成对相关参数的研究和分析工作，实现对可变电阻器的实际调整工作，最终让输出的电流支路能够满足运行的稳定性要求。

3 模块化不间断电源自适应均流控制技术的控制结果

为更好地研究这一设计方案的作用效果，本文通过对UPS 构架的合理搭建，最终建成了八组UPS 构架，并且将其进行并联操作，从中分析整个系统的运行状态，在此基础上研究和分析这一系统的具体运行质量。从最终的作用效果上看，整个系统在电压发生一定幅度的波动时，最终的输出结果可以全面保证其输出参数的稳定性，输出电压符合整个系统的运行稳定性要求，从而让这一系统处于最为安全稳定的运行状态。对于其余的工作项目来说，通过不同程度上的电力系统波动性分析等工作项目的落实，发现整个系统都能够处于稳定的运行状态，并且最终的输出功率、输出电压等参数符合精确度要求，因此，这一系统能够满足整个系统的稳定供电要求。另外，从系统的响应时间上看，由于其能够发挥对相关电压变化情况和相关参数的及时调整作用，所以可以确定这一系统的响应速度较快，满足系统当前的工作各项运行要求，整个系统的运行稳定性、安全性能够获得最大程度的提升，最终让这一电路调整设备处于最安全稳定的运行状态。