[发明专利]一种并联逆变器电源中的单模块无缝热投切控制方法

说明书

技术领域

本发明属于电力电子技术领域，具体涉及一种逆变器并联系统中单个逆变器模块的热投切控制方法。

背景技术

高可靠性的交流电源系统多采用逆变器模块冗余并联的方式。在这样的多模块并联系统中，使单个模块具有安全可靠的热插拔功能是逆变器并联控制系统需要解决的一个重要技术问题，这项功能为并联电源系统在不间断供电情况下实现模块维护和容量改变，特别是为在紧急状态下的模块更换提供了强有力的保障。热插拔控制需要解决的关键问题是根据逆变器所采用的并联方式及其均流策略，在逆变器模块投入和切除的过程中，通过合理有效的控制措施来避免强烈的冲击电流和电气暂态过程，实现模块平滑的投入和退出，并保持良好的电能质量。

以“逆变器”+“热插拔”为关键词检索可检索到的与本专利所述相近的专利非常少见。

例如国内文献：杨岳丰，吕征宇.一种适用于热插拔的逆变器并联系统.电力电子技术，2006（08）是以“热插拔”为关键词可检索到的与本专利内容最接近的中文文献，该论文主要从逆变器系统的拓扑硬件结构和配置方面介绍了一种可以实现热插拔的设计方法，并没有涉及到从控制方法上阐明应如何对热投入和热退出两个最重要的暂态过程进行控制，从而在已有硬件结构和配置的基础上实现安全可靠的热插拔，并且对原系统无冲击，实现无缝的投切。

此外，如国外专利（HIGH-VOLTAGE SWITCHING HOT-SWAP CIRCUIT，申请号：US20100725122）也是侧重从电路结构上提出意义实现热插拔的方案，并未涉及到热插拔过程中的控制方案或步骤。

发明内容

本发明的目的在于提供一种提高多模块并联的电源系统的安全性和可靠性、改善电压控制性能的并联逆变器电源单模块无缝热投切控制方法。

本发明的目的是这样实现的：

本发明包括如下步骤：

（1）控制系统对逆变器模块施加电压单闭环控制，使逆变器模块输出电压与电源系统的电压同频、同相、同幅值；

（2）发出闭合并机开关指令；

（3）检测并机开关电流，若有电流则确认并机开关闭合；

（4）控制逆变器模块输出电流达到系统负载电流的平均值；

（5）控制系统控制逆变器模块转入电压电流双闭环均流控制模式；

（6）控制系统监测逆变器模块热退出时，将逆变器模块由电压电流双闭环均流控制模式转入电流单闭环控制模式；

（7）减小逆变器模块输出电流，到达门限值；

（8）发出断开并机开关指令；

（9）检测并机开关电流，若没有电流则确认并机开关断开；

（10）控制逆变器模块转入电压电流双环控制模式，控制其输出电压达到安全电压。

本发明的有益效果在于：

本发明提出一种用于分布式逆变器并联系统实现平稳热投切的控制方法，通过引入电感电流前馈的电压闭环控制先将待投入模块的空载电压控制到与逆变电源系统电压同频同相且幅值相等，以减小由于电压幅值或相位偏差导致的电流冲击及由于电流冲击或突变而引起的浪涌电压冲击。在确认并机开关闭合后，通过立刻将所投入逆变器模块由电压控制模式转为电流控制模式，控制电流按一定斜率增加来进一步保障在热投入过程中的电流控制能力，即通过控制电流变换速率来避免其快速变化而引起电源系统输出电压的显著变化，有助于实现无缝的热投入。通过先将待退出逆变器模块的输出电流控制到预设的门限安全值以下再断开并机的机械开关，有助于抑制开关断开瞬间的拉弧作用和由于并机开关两端电流瞬间消失而导致的瞬间高压和强电磁暂态过程，提高多模块并联的电源系统的安全性和可靠性。

附图说明

图1为两逆变器模块分布式并联控制的原理示意图。

图2为以电感电流前馈实现虚拟电阻得控制结构图。

图3为2号逆变器模块投入时两模块的电感电流波形图。

图4为2号逆变器模块退出时两模块的电感电流波形图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步描述：