欢迎来到华为ups全国总代理网站   官方热线 :18954116561
首页 > 新闻中心>华为UPS逆变电源的并联控制技术综述
新闻中心

华为UPS逆变电源的并联控制技术综述

发布时间:2019-11-11 13:30:30

  1.简介

  不间断电源(UPS)越来越多地用于为重要设备(例如计算机系统,通信系统和医院设备)提供恒定的电压和频率。如果要扩展系统容量,则可以并行使用大容量UPS或小容量UPS。由于最初的投资和安装困难(例如尺寸,重量和系统可靠性),前一种方法不切实际。相比之下,后一种方法相对容易实现以扩展系统容量并使其冗余。

  常见的冗余电源模式包括主从电源系统,在该系统中,两个或多个UPS逆变器模块通过系统控制柜并联连接,然后从外部供电;每个UPS电源单元模块中直接设计的分散逻辑电源方案通过并行功能。无论哪种方式,在正常运行期间,负载电流都将在每个UPS电源模块之间平均分配。在操作中,如果UPS电源模块之一发生故障,则并行系统将自动使出现故障的UPS电源模块与负载脱机。此时,所有负载将由其余的UPS电源模块平均分配。这样,UPS电源可以确保始终为用户提供高质量的电源,而不会造成大小干扰和电源时间中断。显然,使用这样的电源系统,大大提高了UPS电源系统的可靠性。

  要实现并行UPS,我们需要完成以下两个任务:(1)每个UPS输出电压的幅度,频率和相位应相同;(2)在同步输出电压的情况下,总负载电流应在所有UPS之间平均分配,以达到负载共享的目的。
  2.UPS并联控制方式

  根据其连接方式,UPS的并联一般分为集中控制,主从控制,分散逻辑控制,3C(循环链控制)连接控制和无互连控制。

  (1)集中控制

  集中控制可分为直接集中控制和间接集中控制。在直接集中控制模式下,并行单元检测市电的频率和相位,并向每个UPS发送同步脉冲。当没有市电时,同步脉冲可以由晶体振荡器产生并由每个UPS单元的锁相环控制,以确保每个单元的输出电压同步。并联元件还检测负载的总电流,然后将并联元件的数量除以每个元件的电流参考,并将其与该元件的电流进行比较,以找到偏差并将其最小化。但是,由于检测错误,实际输出电压相位可能仍然存在错误。为了消除此缺陷,我们可以采用间接集中控制。这种方式是利用计算出的电流误差ΔI和输出电压VOΔP和ΔQ,其中ΔP作为相位补偿量,ΔQ作为电压幅度补偿量,可以进一步提高并联运行的精度。

  但是,由于系统仍采用集中控制单元,如果控制单元发生故障,整个并联的UPS系统将瘫痪,并且只有一个故障点,不能真正实现高可靠性和真正冗余的目的。因此,当前的并行系统很少采用这种方式。

  (2)主从控制

  主从控制方式是在每个模块上实现并行控制单元,通过在工作模式下选择开关,选择UPS作为主机,其他单元作为从机。每个电源单元都会检测网络状态信号线,并通过其内部的主从标志来控制开关K的闭合。当系统中的某个单元发生故障时,其余单元仍可以工作。当主机发生故障时,可以切换另一台UPS以继续作为主机的系统正常运行。通常,一台主UPS处于电压控制模式,而另一台处于电流控制模式。

  这样,尽管其同步信号的可靠性提高仍用于公共焦点同步信号,但是在切换同步信号的过程中丢失可能会禁用模块,并且开关控制电路的复杂性也可能会影响系统的正常运行,从而影响整个系统的性能,因此主从并行控制系统不是理想的并行冗余系统。
  (3)分散逻辑控制并联

  分布式逻辑控制是在控制逆变器电源并联运行时,控制电源模块,检测其有功和无功功率通过总线并行地传递到其他模块,同时电源模块本身也要从其他模块接收有功功率的信号综合判断,确定该模块的有功功率基数,从而确定各个模块的电压和同步信号(频率和相位的参考值)。

  分散逻辑控制技术是一种独立的并行控制方法。它采用对每个电源模块中的电流和频率信号进行合成的控制策略,以获得每个频率和电压的补偿信号。这样,可以实现真正的冗余并行操作。当一个模块退出失败时,其他模块的并行操作将不会受到影响。它已被广泛应用于许多领域,并已成为计算机控制系统发展的主要方向之一。它是一种比较完善的分布式智能控制技术。然而,当多个模块并联连接时,互连的数量更多,信息更大,并且实现更复杂。

  (4)3C(循环链控制)连接

  3C型并行连接的想法是减少互连数量和信号传输,以减少对其他模块的依赖。将第一逆变器的输出电流反馈信号加到第二逆变器的控制回路,然后将第二逆变器的输出电流反馈信号加到第三逆变器并依次连接。最后一个的输出电流反馈信号返回到第一个逆变器的控制回路,以便并联系统在信号上形成环形结构,并在功率输出方面形成并联关系。

  3C型方案将其他模块信号引入控制回路,以增强模块之间的影响,从而难以控制常规方案。因此,通常采用H∞理论来设计控制器来解决稳定性问题。在文献中,每个逆变器都由PI控制以获得快速的动态响应,而鲁棒控制则用于获得多模块逆变器的鲁棒性,从而减少了逆变器之间的相互作用。与以前的方案相比,3C并行方案仅引入一个模块的电流信号,而无需模拟信号的平均电路,并且无需知道并行模块的数量。但是,控制器复杂且难以设计。它主要由数字控制系统实现,成本高。此外,控制器采用H∞方法设计,控制器阶数过高,难以实现。

联系我们

华为ups全国总代网

电话:18954116561