引入虚拟阻抗的逆变器并联均流的控制方法

摘要

本文致力于利用SPWM以及其他的调制方法来控制UPS的单机以及并机的运行。首先介绍了UPS的特点及要求的性能指标，本文对逆变器的电路控制策略、非线性负载及不平衡负载、并联模块的环流性质及有功功率，无功功率的均分等问题进行了详细的探讨。
　　本文首先推导了逆变器开环运行时在abc以及dq坐标系下的数学模型以及传递函数，并指出了它的稳态和动态特性的不足之处，从而引出了逆变器的双闭环控制。另外对于三相半桥逆变器需要考虑不平衡负载，本文介绍了一种dq坐标系下正负序分量分离的方法,以及αβ坐标系下的PR控制法。
　　在单机运行良好的基础上，本文深入研究了逆变器在相并联的过程中输出功率的传输特性，建立了逆变器并联模块的近似数学模型。逆变器并联时的环流与2个因素相关：(1)2台逆变器的等效电压源之差(包括幅值和相位)，这与给定电压有关；(2)2台逆变器在一定的控制方法下的对外输出阻抗之差(包括阻值和感值)。我们一般利用逆变器的输出有功差和无功差来调节给定电压的幅值以及相位（频率）。
　　但由于逆变器的输出阻抗并不一定是纯感性的，而通常是既有阻性分量也有感性分量，所以并联系统中均流控制的有功差和无功差与给定电压的幅值差及相位差之间存在耦合关系，故一般的下垂控制法不仅耦合严重，而且准确度较差，本文先对这种方法进行分析，然后引入了虚拟阻抗的概念，可实现均流算法中的解耦，而且还可以大大减弱由于输出阻抗的差别而带来的环流。

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1 绪 论

1.1 UPS的概述及分类

1.2 UPS控制技术的发展

1.3 UPS并联的特性

1.4 本文选题及研究内容安排

2 逆变器的数学模型和控制策略

2.1 SPWM逆变器的数学模型

2.2 双闭环PIP控制

2.3 三相半桥逆变器不平衡负载的讨论

2.4 仿真结果

2.5 本章小结

3. 基于虚拟阻抗的UPS并联控制方法

3.1逆变器并联系统的数学模型

3.2等效电压源的差异对环流的影响

3.3传统的均流控制法

3.4基于虚拟阻抗的均流方法

3.5 仿真结果

3.6 本章小结

4 基于瞬时环流的虚拟阻抗法

4.1 环流阻抗的概念

4.2 虚拟阻抗的控制方法

4.3 仿真分析

4.4 本章小结

5 总结与展望

5.1 全文总结

5.2 工作展望

致谢

参考文献