[发明专利]基于有功无功解耦控制的H桥级联型岸电电源的并联方法

说明书

本发明公开了一种基于有功无功解耦控制的H桥级联型岸电电源的并联方法，可以实现若干个高‑高岸电电源之间的并联，以扩大岸电电源的容量。并且在整个过程中，能实现电流快速跟踪，功率有效均分，避免了环流现象的产生，有效稳定直流母线电压，提高了系统的运行可靠性。

技术领域

本发明涉及一种基于有功无功解耦控制的H桥级联型岸电电源的并联方法，属于高压岸电电源并联控制技术领域。

背景技术

岸电系统主要分为低压岸电系统和高压岸电系统，高压岸电系统应用最为广泛。高压岸电系统通常采用两种供电方式实现，一种是高-低-高电源方案，这种方案建设成本低，但效率较低，谐波污染严重，成本比较高，为早期高压岸电系统不成熟时常采用的方案。另一种是直接采用H桥级联的高-高岸电电源方案。随着港口对岸电电源利用的需要，岸电电源容量的需求也在不断的增加，为节约成本，提高岸电电源的利用率，常采用两个或多个高-高岸电电源并联来满足需求。这种方式下，岸电电源既可以单独供电使用，又可以并联组合供电使用，方便灵活。

但高-高岸电电源的并联成为新的技术难点，由于高-高岸电电源采取了H桥级联的拓扑结构，为降低设备成本，整流侧采用二极管整流的方式，在并联中出线环流就很容易发生直流电压过压的问题，导致高-高岸电电源并联后的输出不稳定，给负载和电网都带来了很大的影响。

发明内容

本发明为了解决现有技术的上述不足，提供了一种基于有功无功解耦控制的H桥级联型岸电电源的并联方法，可以实现若干个高-高岸电电源之间的并联，以扩大岸电电源的容量。并且在整个过程中，能实现电流快速跟踪，功率有效均分，避免了环流现象的产生，有效稳定直流母线电压，提高了系统的运行可靠性。

本发明的上述目的通过以下的技术方案来实现：一种基于有功无功解耦控制的H桥级联型岸电电源的并联方法，其主回路为基于H桥级联的高-高岸电变频电源，包括并网开关G1、预充电模块M1、整流环节、直流电压环节、交流逆变环节、输出滤波环节以及电压电流检测与控制环节；其中整流环节包括移相变压器T1、不控整流单元1-18；直流电压环节包括直流电压单元1-18、斩波单元1-18，交流逆变环节包括H桥级联逆变单元1-18；输出滤波环节包括隔离变压器T2、滤波电容C1-C3、滤波电抗L1-L3、输出开关G2；

所述电压电流检测与控制环节包括主电源模块及从电源模块的控制环节，其中主电源模块的控制环节包括主模块电压电流检测及恒压恒频控制器；从电源模块的控制环节包括从模块电压电流检测、有功无功解耦控制器及电流内环控制器；

所述整流环节采用移相变压器整流技术，为交流逆变环节提供稳定的直流母线电压，降低谐波；其包括预充电模块、移相变压器T1模块，预充电模块负责为母线电容平缓充电，避免快速充电带来的冲击电流影响；

所述直流电压环节，是在直流电压过压时能够快速动作，稳定直流电压，包括直流侧电压检测模块、斩波单元模块；

所述交流逆变环节，是采用H桥级联拓扑结构，为负载提供稳定的电源输出，包括载波移相SVPWM调制器、滤波单元模块，载波移相SVPWM调制配合H桥级联的拓扑结构使用，提高等效开关频率，并且减少了谐波污染；

所述电压电流检测与控制环节采用主从控制方法，主电源模块采用恒压恒频控制方法，输出稳定电压，从电源模块被设计为电流跟随器，跟踪主电源模块的输出电流，从而控制输出功率，实现两者同步并联。具体的控制过程如下：

(1)主电源模块首先启动运行，电压设定值Vref及频率设定值Fref作为控制目标，建立输出电压，同时检测输出电压Ua、Ub、Uc与给定值形成闭环，以控制输出侧电压及频率稳定；

(2)从模块检测开关外侧输出电压建立，则采集电压及电流信号，首先根据输出侧电压信号相位及幅值，同步检测主模块的电流值，计算得到主从模块总输出功率；