UPS并聯(lián)系統(tǒng)若干關(guān)鍵問題研究.pdf

1、不間斷電源(UPS)具有提供持續(xù)、穩(wěn)定、不間斷供電的優(yōu)點(diǎn)，UPS并聯(lián)系統(tǒng)由于具有N+X冗余性，可擴(kuò)展性，高可靠性以及容易維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)越來越廣泛地應(yīng)用于重要負(fù)載的供電以及停電保護(hù)中。
　　 針對(duì)本文所研究的在線式UPS結(jié)構(gòu)和應(yīng)用場(chǎng)合，提出UPS系統(tǒng)工作于經(jīng)濟(jì)模式的一種解決方案以及市電掉電的快速檢測(cè)方法，當(dāng)輸入市電不正常時(shí)保證系統(tǒng)在最短的時(shí)間內(nèi)從旁路供電切換到逆變供電，在市電恢復(fù)正常以后重新切換到旁路工作。實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)模式下UPS系統(tǒng)工

2、作狀態(tài)的可靠切換。針對(duì)整流性負(fù)載和電動(dòng)機(jī)負(fù)載，由于這些沖擊性負(fù)載啟動(dòng)瞬間的電流非常大，為了保證在這種類型負(fù)載下UPS正常工作且負(fù)載不斷電，本文提出了一種突加沖擊性負(fù)載的控制策略。
　　 本文重點(diǎn)研究了UPS并聯(lián)均流控制，通過比較瞬時(shí)電流均流控制，平均功率均流控制和下垂均流控制三種控制方式的優(yōu)缺點(diǎn)，采用有功功率和無功功率控制輸出電壓的幅值和相角，實(shí)現(xiàn)負(fù)載電流的均分。
　　 在空載和小功率負(fù)載下由于輸出電流很小，帶來很大的采

3、樣誤差和功率計(jì)算誤差，大大影響了并聯(lián)系統(tǒng)的均流控制精度和穩(wěn)定性。為了精確計(jì)算系統(tǒng)輸出的有功功率和無功功率，本文提出了一種改進(jìn)的有功功率和無功功率計(jì)算方法，即采用輸出濾波電感電流代替輸出電流計(jì)算UPS輸出功率，通過選取電感電流的采樣時(shí)刻實(shí)現(xiàn)輕載和空載情況下功率的精確計(jì)算，提高整個(gè)UPS系統(tǒng)的均流特性和穩(wěn)定性，并通過試驗(yàn)證實(shí)了該方法的正確性。
　　 本文基于N臺(tái)UPS逆變器并聯(lián)等效電路推導(dǎo)了平均功率均流控制策略。由于有功功率和無功功

4、率均流控制不能消除直流環(huán)流，不控的直流環(huán)流能夠使直流母線電壓不對(duì)稱，導(dǎo)致過壓保護(hù)，本文在有功功率和無功功率均流控制的基礎(chǔ)上加入電感電流直流分量控制，從而有效的抑制直流環(huán)流。實(shí)際系統(tǒng)中，由于存在檢測(cè)誤差，有功環(huán)流、無功環(huán)流和直流環(huán)流會(huì)產(chǎn)生誤調(diào)節(jié)問題。為了避免在空載和輕載情況下由于誤調(diào)節(jié)引起環(huán)流導(dǎo)致直流母線電壓升高，本文提出了一種改進(jìn)的均流控制方法。
　　 由于UPS并聯(lián)系統(tǒng)功率控制環(huán)節(jié)調(diào)節(jié)速度比較慢，當(dāng)系統(tǒng)存在擾動(dòng)時(shí)，由功率器件參

5、數(shù)不一致和輸出連接線阻抗差異導(dǎo)致的等效內(nèi)阻抗差異會(huì)對(duì)并聯(lián)系統(tǒng)中UPS逆變器輸出電壓的幅值和相角控制產(chǎn)生影響，降低并聯(lián)系統(tǒng)的均流特性。為了進(jìn)一步提高系統(tǒng)的均流特性，本文在電壓電流雙環(huán)控制的外部加入了虛擬阻抗環(huán)路，詳細(xì)分析了虛擬阻抗對(duì)UPS逆變器非理想情況產(chǎn)生環(huán)流的抑制作用，并就虛擬阻抗對(duì)UPS逆變器電源調(diào)整率和負(fù)載調(diào)整率的影響進(jìn)行詳細(xì)分析。
　　 本文推導(dǎo)了基于平均功率控制的UPS并聯(lián)系統(tǒng)的小信號(hào)模型，建立仿真模型，具體分析了功率