多模块并联交流电源控制技术研究

摘要

多模块电源并联技术是当今逆变技术发展的重要方向，可实现较大容量的供电。近年来，生态的可持续发展问题越来越得到重视，世界各国采取了一系列措施来应对这些问题，其中新能源的开发利用最为引人关注，主要是对太阳能、风能和海洋能等自然界可持续性的能源进行深入开发，新能源发电系统日新月异，前景很广泛。发电系统发出的电需要经过电力转换装置之后才能供给用户使用。而逆变电源作为电力变换装置中交流电源的主体部分，广泛应用于工业和民用领域。随着发电和用电设备的不断增加，对电力转换装置的容量、可靠性和安全性的要求也越来越高，而电力电子技术相关理论研究的不断深入为满足用户供电的要求提供了必要的保证。三相逆变电源并联运行可实现大容量和冗余供电，并具有较高的可靠性，已成为目前供电系统设计的优选方案，并将成为今后逆变电源技术发展的重要趋势。
　　 逆变电源控制技术主要是结合调制技术，实现需要的波形输出。数字化是逆变电源控制技术发展的趋势和特点，不仪可实现相对灵活、复杂的控制策略，而且使装置的结构优化、体积大大减小，可靠性也进一步得到提高。随着对系统性能要求的不断提高，应用现代控制理论和方法实现控制智能化等是逆变电源控制技术的重要发展方向，一般来讲，单相逆变电源中的控制方法可直接应用于三相系统。
　　 本文以三相逆变电源作为研究对象，首先论证了逆变电源并联技术的意义和研究现状，研究了目前逆变电源并联技术的几种控制方式，提出了无互联线并联系统的意义和技术难点，并进一步对无互联线并联系统的原理和控制策略作了分析，研究了无互联线并联系统的并联原理，研究了环流产生的原因和影响，进一步确定了改进后的并联控制方法从而确定了下垂参数的设计和推导，然后又分析了三相逆变电源的拓扑结构，建立了三相逆变电源数学模型并在DQ坐标系下对三相逆变电源模型进行了解耦，其中重点研究了基于SVPWM的三相逆变电源的双闭环控制方法，对系统的各项参数进行了设计。在Matlab中搭建了无互联线三相逆变电源并联系统仿真模型，在两台逆变电源之间的参数存在明显差异的情况下，利用下垂控制策略对系统在额定阻性负载、空载条件下进行了仿真，仿真结果表明系统具有良好的静态和动态特性保证了并联系统的可靠稳定运行。
　　 搭建了硬件平台，分别从开关管的选择、驱动电路的设计、主电路的搭建、控制电路的设计、电磁兼容性的设计和程序的编写都作了阐述，最后对仿真结果和实验结果作了对比分析论证了控制理论和实验设计的正确性和有效性。