[发明专利]基于独立下垂控制的H桥级联型高压岸电电源的并联方法

说明书

本发明公开了一种基于独立下垂控制的高压岸电电源的并联方法，通过基于下垂控制的并联方法实现扩容，做到设备的即插即用，可大大提高系统的灵活性，降低岸电电源系统的体积、重量，采用独立下垂控制的方法避免相间环流引起的模块直流电压不均衡问题，提高了系统的运行稳定性。

技术领域

本发明涉及一种基于独立下垂控制的H桥级联型高压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

当今社会对大功率的岸电电源需求越来越大，且灵活性要求越来越强，而高压大容量的岸电电源并联使用成为新的需求方向，因为此种方式不但可以通过几个电源并联来提高到更大容量的目的，又可以满足大容量的独立电源使用。同时，对大容量的高压岸电电源输出电能质量的要求也日益严格，而功率开关器件的工作电压与其开关频率要求之间的矛盾却制约着逆变技术及并联技术的发展和应用。众所周知，H桥级联型逆变技术结合载波移相SVPWM技术是当前解决逆变技术问题的有效途径，但高压型岸电电源并联技术仍有很多未解决的问题。例如，如果不能保证各个高压岸电电源输出电压频率、相位和幅值相同的情况下，则将会出现环流，造成极大的系统损耗，甚至导致系统崩溃，供电中断等问题。

针对上述问题可采用主从控制的方式予以解决，但需要在主从设备间增加测量及通讯设备，该方法适用于新建系统，在设计时即增加上述主从控制设备，但对于需要扩容的系统而言，考虑到改造及不同设备间的协调问题，该方法有一定的局限性，需采用一种即插即用的控制方法，实现各高压岸电电源的并联控制，同时由于H桥级联型高压岸电电源功率模块数量多，存在各相功率单元直流电压均衡问题，并联时出现环流极易出现过压故障解列，影响系统运行的稳定性。

发明内容

本发明为了解决现有技术的上述不足，提供了一种基于独立下垂控制的H桥级联型高压岸电电源的并联方法，通过基于下垂控制的并联方法实现扩容，做到设备的即插即用，可大大提高系统的灵活性，降低岸电电源系统的体积、重量，采用独立下垂控制的方法避免相间环流引起的模块直流电压不均衡问题，提高了系统的运行稳定性。

本发明的上述目的通过以下的技术方案来实现：一种基于独立下垂控制的H桥级联型高压岸电电源的并联方法，适用于级联H桥拓扑的高压岸电变频电源的并联控制，所述级联H桥拓扑的高压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；其由预充电模块、移相变压器T1模块组成，预充电模块负责为母线电容平缓充电，避免高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，由载波移相SVPWM调制器、滤波单元模块组成，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；

所述岸电电源的控制单元，包括驱动及保护电路；控制单元根据并联控制模块提供的信号来调节相应的岸电电源的输出频率和输出电压，使并联的岸电电源的输出功率达到均分的目的，具体步骤如下：

(1)根据接入船舶的电压制式，得到当前船舶的给定控制电压V₀及给定控制频率f₀；