多逆变器并联的均流控制策略

多逆变器并联的均流控制策略张建文;王鹏;王晗;蔡旭【摘要】采用多逆变器并联系统是提高电机驱动功率的一种有效方法,但其存在环流和不均流问题.针对这些问题,建立了多逆变器并联系统的数学模型,提出了不均流度概念,建立了环流和不均流度的数学表达式,对引起环流和不均流现象的原因进行了分析,证明了环流产生的原因是并联逆变器输出电压不一致造成的.在上述分析的基础上,提出一种基于主从控制器的硬件电路结构,解决了并联系统存在的环流问题,并通过脉冲延时补偿解决了逆变器输出电流的不均流问题.实验结果验证了所提出方法的正确性.【期刊名称】《电工技术学报》【年(卷),期】2015(030)018【总页数】8页(P61-68)【关键词】多逆变器并联;环流;不均流度;主从控制;脉冲延时补偿【作者】张建文;王鹏;王晗;蔡旭【作者单位】上海交通大学风力发电研究中心上海200240;上海交通大学风力发电研究中心上海200240;上海交通大学风力发电研究中心上海200240;上海交通大学风力发电研究中心上海200240【正文语种】中文【中图分类】TM464近年来，随着电力电子技术的迅速发展，逆变器越来越朝着大容量的方向发展[1]。

特别是在新能源应用领域，例如风力发电，光伏发电和蓄能电站等，其中逆变器的容量可以高达数MW。

然而受制于功率开关器件通流能力，在大功率应用场合特别是在低压大电流领域，单逆变器技术方案难以满足功率输出的要求，只能采用多个逆变器并联的技术方案以提高逆变器的输出功率。

并联技术的采用使得在大容量应用场合采用低功率等级的开关器件成为可能，降低了生产成本；同时，采用并联技术便于进行模块化设计以缩短生产周期，并拓宽了功率模块的使用范围[2,3]。

一般采用的单套逆变器系统为三相三线制结构，所以没有零序环流通道，故不存在环流问题，但在多逆变器并联的系统中，存在环流通道，如果不加以抑制，就会引起严重的环流问题[4-6]。

由于环流只在并联的逆变器之间流动，并不体现在并联逆变器的输出总电流中，因此环流的存在一定程度上降低了系统的有效容量，同时增加了电路的损耗，降低了系统的效率[4,5]。

逆变器并联系统的控制策略研究逆变器并联系统的控制策略研究主要涉及逆变器的运行控制和并联系统的协调控制两个方面。

逆变器的运行控制策略研究主要包括以下几个方面：1. PWM控制策略：通过调节逆变器的开关频率和占空比实现输出电压的控制，常用的控制策略有Carrier-Based PWM、Space Vector PWM等。

2. 控制模式选择：逆变器可以采用直流电流控制、直流电压控制或者交流电流控制等多种控制模式。

不同的控制模式适用于不同的应用场景，需要根据具体要求选择合适的控制模式。

3. 控制方式选择：逆变器的控制方式可以采用闭环控制或者开环控制，闭环控制可以提高系统的稳定性和动态性能，但增加了系统的复杂性和成本。

4. 多电平逆变控制策略：多电平逆变控制策略可以通过增加逆变器的电平数来提高输出波形质量，降低谐波含量，常用的控制策略有多电平对称调制、多电平与合成等。

并联系统的协调控制策略研究主要包括以下几个方面：1. 功率分配策略：在并联系统中，各逆变器的功率分配对于系统的正常运行至关重要。

常用的功率分配策略有平均负载功率法、功率最大电流法、功率分配比例法等。

2. 电流共享控制策略：并联系统中的逆变器需要实现电流共享，即各逆变器的输出电流要保持一致。

常用的电流共享控制策略有主从控制、自适应控制等。

3. 故障容错控制策略：并联系统中的任何一个逆变器出现故障都会对整个系统产生影响，因此需要具备故障容错的能力。

常见的故障容错控制策略有失效检测与切换、故障恢复等。

4. 智能化控制策略：随着智能化技术的发展，可以利用人工智能、模糊控制、神经网络等方法对并联系统进行智能化控制，提高系统的性能和稳定性。

以上是逆变器并联系统控制策略研究的一些主要内容，研究人员可以根据具体需求选择合适的策略进行研究。

2009年5月电工技术学报Vol.24 No. 5 第24卷第5期TRANSACTIONS OF CHINA ELECTROTECHNICAL SOCIETY May 2009输入串联输出并联逆变器的分布式均压控制策略庄凯阮新波（南京航空航天大学航空电源重点实验室南京 210016）摘要分析了输入串联输出并联(Input-Series Output-Parallel, ISOP)逆变器的输入均压原理，在此基础上提出一种新颖的分布式均压控制策略，解决了输入均压问题。

与集中式均压控制策略不同，该控制策略将输入均压控制电路分散到各模块中，使其成为可独立工作的标准模块。

各标准模块的控制电路通过互连线连接，组成ISOP逆变器。

分布式均压控制策略促进了系统的模块化，提高了可靠性。

对分布式均压控制策略的工作原理进行了分析，并设计原理样机进行实验验证。

关键词：分布式输入均压输入串联输出并联逆变器中图分类号：TM464Distributed Voltage Sharing Control Strategy forInput-Series Output-Parallel InverterZhuang Kai Ruan Xinbo（Nanjing University of Aeronautics and Astronautics Nanjing 210016 China）Abstract This paper analyzes input voltage sharing control theory of input-series output-parallel (ISOP) inverter. On the basis of the control theory, a novel distributed voltage sharing control strategy is proposed to solve input voltage sharing problem. Compared with the centralized control strategy, the distributed control strategy makes each module with independent control system and working independently. It is convenience to make up ISOP inverter by connecting modules with communication lines. The distributed voltage sharing control strategy improves modularization and reliability. This paper also analyzes working principle of the distributed control strategy, and gives some experimental results to valid it.Keywords：Distributed, input voltage sharing, input-series, output-parallel, inverter1引言电力电子系统集成是电力电子技术发展的一个重要方向，它将标准模块像搭积木一样组合成电能变换系统，满足各种应用需求[1-2]。

电力系统中的并联逆变器控制策略研究随着电力系统的发展，清洁能源的利用变得越来越重要。

太阳能和风能等可再生能源已成为电力系统中不可或缺的一部分。

并联逆变器广泛应用于可再生能源发电系统中，能够将直流信号转换为交流信号，并将其与电网同步。

然而，并联逆变器的控制策略对系统性能以及电力质量有着重要影响。

本文将对电力系统中的并联逆变器控制策略进行研究和讨论。

首先，我们将讨论逆变器的基本原理。

并联逆变器通常由多个逆变器单元组成，每个单元都负责将部分直流信号转换为交流信号。

通过协调各个单元的输出相位和电压，可以实现整个并联逆变器系统对电网的连接。

在并联逆变器的控制策略中，最主要的目标是实现最大功率点跟踪（MPPT）。

太阳能发电系统的输出功率与光照强度和温度等因素相关，因此需要采取相应的控制策略来调整逆变器的工作状态，以提高系统的发电效率。

常见的并联逆变器控制策略包括基于电流的控制策略和基于电压的控制策略。

基于电流的控制策略通过测量电流值来调整逆变器的输出功率和相位。

这种策略对于包含多个并联逆变器单元的系统来说非常适用，可以有效地提高系统的响应速度和稳定性。

另一方面，基于电压的控制策略主要通过测量电压值来调整逆变器的输出功率和相位。

这种策略在小型系统中比较常见，可以简化系统的控制结构和运算量。

然而，在大型系统中，基于电压的控制策略可能面临系统动态性能不佳的问题。

除了MPPT之外，还有一些其他的并联逆变器控制策略，例如谐振电流抑制控制策略和谐振电流追踪控制策略。

这些策略主要用于减小并联逆变器系统对电网的干扰，以提高系统的电力质量。

在实际应用中，还需要考虑到并联逆变器系统的稳定性和可靠性。

对于并联逆变器系统而言，多个逆变器单元之间的通讯和协同工作是非常重要的。

因此，设计合适的通讯协议和协同控制算法对于实现系统的稳定性和可靠性至关重要。

此外，还需要考虑到逆变器的故障检测和故障保护策略。

由于并联逆变器系统中包含多个逆变器单元，一旦其中一个逆变器单元发生故障，整个系统可能会受到影响。

多逆变器并联的均流控制策略多逆变器并联的均流控制策略是指通过将多个逆变器连接在一起并联运行，实现电流的均匀分配和控制的一种技术手段。

在实际应用中，多逆变器并联可以提高系统的输出功率和可靠性，同时还可以降低每个逆变器的负载和温度，延长其使用寿命。

多逆变器并联的均流控制策略可以分为硬件控制和软件控制两种方式。

硬件控制主要通过电路设计和元件选择来实现，而软件控制则主要通过算法和控制策略来实现。

在硬件控制方面，可以采用电流传感器和电流分配电路来实现逆变器之间的电流均衡。

电流传感器可以实时监测每个逆变器的输出电流，并将其反馈给控制器。

控制器根据反馈信号调整每个逆变器的输出功率，使其输出电流保持在设定值附近。

电流分配电路则根据每个逆变器的输出电流大小来调整其输出电压，以实现电流的均衡分配。

在软件控制方面，可以采用分布式控制算法和通信协议来实现逆变器之间的协调控制。

分布式控制算法可以将整个并联系统划分为多个子系统，并为每个子系统分配一个控制器。

控制器之间通过通信协议进行数据交换和协调，以实现逆变器之间的电流均衡。

常用的通信协议包括CAN总线、Modbus和Ethernet等。

除了硬件控制和软件控制，还可以采用自适应控制算法来实现逆变器之间的电流均衡。

自适应控制算法可以根据系统的运行状态和负载情况，动态调整每个逆变器的输出功率和电流分配策略，以实现最佳的电流均衡效果。

多逆变器并联的均流控制策略在实际应用中具有广泛的应用前景。

它不仅可以提高系统的输出功率和可靠性，还可以降低每个逆变器的负载和温度，延长其使用寿命。

同时，多逆变器并联还可以实现系统的容错能力，当其中一个逆变器发生故障时，其他逆变器仍然可以正常工作，保证系统的稳定运行。

总之，多逆变器并联的均流控制策略是一种有效提高系统性能和可靠性的技术手段。

通过合理选择硬件和软件控制方式，并采用自适应控制算法进行优化，可以实现逆变器之间的电流均衡，提高系统的整体性能和可靠性。

多逆变器并联的均流控制策略多逆变器并联的均流控制策略引言：随着电力系统规模的不断扩大和能源资源的日益稀缺，使用可再生能源逐渐得到人们的重视。

太阳能和风能是两种最常见的可再生能源，它们的不确定性和间断性给电力系统的运行带来了挑战。

多逆变器并联系统是利用太阳能和风能发电的一种常见方案，它可以通过有效控制逆变器的运行状态来实现多逆变器之间的均流控制，保证系统的稳定性和可靠性。

一、多逆变器并联系统的基本原理多逆变器并联系统是指将多个逆变器连接在一起，共同向电网馈送能量。

每个逆变器都会将直流电能转换为交流电能，并通过连接电网的变压器将能量馈送到电网中。

多逆变器并联系统的优势在于提高了系统的功率密度，降低了单个逆变器的负载和故障风险，同时增加了系统的可靠性。

二、多逆变器并联系统的均流控制原理在多逆变器并联系统中，逆变器之间的输出电流需要保持一致，以实现均流控制。

均流控制的目的是减小逆变器之间的功率不平衡，提高系统的性能和效率。

常见的实现均流控制的方法有以下两种：1. 静态均流控制：静态均流控制是通过改变逆变器的参数来实现的，例如调节电压、频率等。

逆变器之间的输出电流可以通过调节这些参数来使得其保持一致。

但是静态均流控制方法需要精确的参数调节，对系统和逆变器的动态响应要求较高。

2. 动态均流控制：动态均流控制是通过控制逆变器的开关状态来实现的。

多逆变器并联系统中，每个逆变器都会根据电网的需求进行功率调整，而并联的逆变器之间需要相互协调以保持均流。

动态均流控制通过逆变器之间的通信和协调，实时调整并联逆变器的功率输出，以实现均流控制。

在动态均流控制中，电流控制器可以实时监测系统的电流状态，并根据需要调整各个逆变器的输出功率。

通过逆变器之间的通信和协调，可以实现逆变器之间的电流均衡。

三、多逆变器并联系统的均流控制策略多逆变器并联系统的均流控制策略包括两个方面：逆变器间的通信与建模和多逆变器均流控制算法。

1. 通信与建模：在多逆变器并联系统中，逆变器之间需要实现通信与协调。

并联逆变器基波及谐波均流策略研究微电网可以实现各分布式电源(Distributed Generation,DG)高可靠性的工作,不仅可以解决数目庞大,类型多样的DG并入电网问题,又可以促进大量微电源的接入,实现对负荷高可靠性地供能。

其既能够并网工作也可以运行在孤岛模式。

当微电网进入孤岛运行模式时,本地负载功率需由各并联逆变器均匀分配。

因DG的地理位置受限,连接至公共交流母线的馈线阻抗不匹配,同时本地负载中含有大量的非线性负载,当采用传统下垂控制时,并联逆变器间会产生较大的基波环流和谐波环流,严重时将影响系统的稳定运行。

此时,如何有效地抑制环流,均衡各逆变单元间的功率分配,使得并联逆变器可靠运行是微电网运行控制中的重要问题,也是本文的研究重点。

本文以低压微电网中的组合式三相逆变器并联系统作为研究对象,首先建立了该逆变器数学模型,简要分析了并联逆变器的控制策略,并分别从带非线性负载运行的并联逆变器在基波域和谐波域的等效模型入手,深入分析了并联逆变器间的基波环流及谐波环流产生原因,得出微电网中各并联逆变器连接至公共交流母线的馈线阻抗与其额定容量失配是导致系统产生环流的主要原因。

若在全频域加入虚拟阻抗,随着虚拟阻抗的增大,基波环流和谐波环流越来越小,但是公共交流母线电压幅值会不断降低,电压质量变差。

基于此,本文分别在基波域和谐波域设计了不同的功率均分策略:在基频处采用基于积分环节的改进下垂控制器,通过引入的积分环节来解除馈线阻抗与有功功率的制衡关系,使得逆变器输出有功功率的分配不受馈线阻抗差异的影响,从而实现按容量比分配基波有功功率;在谐波域引入了自适应虚拟谐波阻抗控制器,重塑系统在谐波域的等效阻抗以匹配馈线阻抗,动态调整谐波电流分配来有效地抑制谐波环流;基波域和谐波域各自产生的参考电压叠加后经电压电流双环获得调制信号驱动逆变器的运转,最终可以实现并联逆变器的基波功率和谐波功率均分,也保证了公共交流母线电压的质量。

解读电力电子技术中的并联逆变器控制策略并联逆变器是电力电子技术中一种常见的电力转换装置，它对电力系统的控制策略起到至关重要的作用。

本文将从电力电子技术的角度出发，解读并联逆变器控制策略的相关内容。

一、并联逆变器的基本原理并联逆变器是一种将直流电能转换为交流电能的装置。

它由多个逆变器模块组成，每个模块负责将直流电能转换为交流电能，并将其与其他模块输出的电能进行并联。

这样做有助于提高系统的功率密度和可靠性。

二、传统控制策略1. 线性控制策略传统的线性控制策略通常采用PID控制器来实现。

PID控制器能够通过调节逆变器的输出电流或电压，来控制逆变器的输出功率。

然而，传统的线性控制策略往往对于非线性系统表现不佳，无法满足高性能的要求。

2. 模块间通信策略为了提高并联逆变器的控制性能，研究者们提出了模块间通信策略。

该策略通过模块间的通信，实现了对逆变器输出电压、电流等关键参数的精确控制。

这种策略能够增强系统的稳定性和可靠性，提高电能转换效率。

三、先进控制策略1. 非线性控制策略为了解决传统线性控制策略的不足，研究者们提出了一系列的非线性控制策略。

例如，模糊控制器、神经网络控制器等。

这些非线性控制策略能够更好地适应复杂的逆变器系统，并提供更高的控制精度和动态响应速度。

2. 预测控制策略预测控制策略是一种基于模型预测的控制方法。

它通过建立逆变器的数学模型，预测未来一段时间内的输出行为，并根据预测结果来调节控制器的输出。

这种策略能够克服传统控制方法中的滞后现象，提高系统的响应速度和稳定性。

四、应用案例并联逆变器控制策略在实际应用中具有广泛的前景。

以太阳能发电系统为例，借助并联逆变器，可以将太阳能板产生的直流电能转换为交流电能并注入电网。

通过合理选择并联逆变器的控制策略，可以实现太阳能发电系统的最大功率追踪和功率因数控制。

另外，电动汽车充电桩系统中也广泛采用并联逆变器。

控制策略的优化可以提高充电桩系统的效率和稳定性，同时满足用户对充电速度和电池寿命的需求。

逆变器的并联运行技术摘要：介绍多个电源模块并联使用时,会产生的问题及其解决方法。

关键词：电源模块并联运行均流信息技术的迅速发展,对其供电系统的容量、性能和可靠性要求越来越高,也推动着电力电子技术的研究不断深入,研究领域不断拓宽。

多模块并联实现大容量电源被公认为当今电源变换技术发展的重要方向之一。

多个电源模块并联,分担负载功率,各个模块中主开关器件的电流应力大大减小,从根本上提高可靠性、降低成本。

同时,各模块的功率容量减小而使功率密度大幅度提高。

另外,多个模块并联,可以灵活构成各种功率容量,以模块化取代系列化,从而缩短研制、生产周期和降低成本,提高各类开关电源的标准化程度、可维护性和互换性等。

80年代国外开始研究DC/DC变换器并联运行技术,现已取得实用性的成果,而新的均流技术、系统稳定性等方面的研究仍在不断深入。

同主电路和控制电路的研究发展过程一样,逆变器并联运行技术的研究也是在借鉴DC/DC并联技术的基础上不断深入。

但由于是正弦输出,其并联运行远比直流电源困难,首先要解决三个问题：（1）两台或多台投入运行时,相互间及与系统的频率、相位、幅度必须达到一致或小于容许误差时才能投入,否则可能给电网造成强烈冲击或输出失真。

而且并联工作过程中,各逆变器也必须保持输出一致,否则,频率微弱差异的积累将造成并联系统输出幅度的周期性变化和波形畸变;相位不同使输出幅度不稳。

（2）功率的分配包括有功和无功功率的平均分配,即均流包括有功和无功均流。

直流电源的均流技术不能直接采用。

（3）故障保护。

除单机内部故障保护外,当均流或同步异常时,也要将相应逆变器模块切除。

必要时还要实现不中断转换。

目前,实现逆变器并联运行的几类典型方法有：1 自整步法[1][2][3]并联系统中各模块是等价的,没有专门的控制模块。

通过模块间的均流线实现同步和均流,源于航空恒速恒频（CSCF）电源的自整步并联技术[2]。

其基本原理是（见图1）：以两路并联为例。

浅析逆变器并联控制策略摘要：逆变器并联的关键在于负载功率的分配。

若负载功率不均分，将会导致部分工作模块过载，甚至损坏功率器件，造成系统的不稳定。

在实际系统中，逆变器多为电压型，而且电流量易于检测，因此并联方案多为基于电流均分控制，即有效抑制逆变器之间的环流。

关键字：辅助逆变器；并联；控制早期的逆变器并联采用在输出端串联电感的方法来抑制环流，要想达到较好的环流抑制效果，需要使用较大的电感，从而导致逆变器的体积重量增加，同时输出串联电感上的存在较大的电压降，降低了逆变器的输出精度。

对于车辆辅助逆变器并联系统，各逆变器模块之间距离较远，也没有足够的空间放置环流抑制电感，因此这种环流抑制方法在辅助逆变器并联系统中是不可取的。

目前逆变器的并联控制方式主要有：集中控制方式、主从控制方式、分布逻辑控制方式。

一、集中控制方式集中控制方式是较早应用的并联控制方式，其基本控制框图如图4．1所示。

集中控制方式设置了专门的公共模块，进行同步及均流控制。

该模块发出同步信号，其他模块通过检测该同步信号，控制输出电压的频率、相位，实现模块间输出电压的同步。

同时，通过公共模块检测总的输出电流及并联模块数，确定各模块的输出电流基准，各逆变器控制器根据该电流基准值与检测到的实际输出电流值进行比较，通过动态调节逆变器输出电压幅值消除电流基准值与实际值之间的偏差，以达到各逆变器输出均流的目的。

若应用于辅助逆变器并联控制系统，集中控制方式有如下优点：(1)结构简单。

各逆变模块只与公共模块之间有连线，逆变模块之间没有连线。

在原有系统的基础上很容易扩充新的逆变模块。

(2)控制简单。

公共模块只需要向各逆变模块发送相同的同步信号以及电流基准即可由各逆变器的控制器实现负载电流的均分。

(3)均流效果较好。

因集中控制方式的结构和控制方法都很简单，该方式均流效果较好。

同时，集中控制方式也有如下缺点：(1)可靠性不高。

由于车辆上电磁干扰较大，公共模块较容易受到干扰。

微电网多逆变器控制关键技术研究一、概述随着全球能源结构的转型和可再生能源的大力发展，微电网作为一种能够将分布式电源、储能装置、负荷和监控保护装置集合为一体的新型电网结构，正受到越来越多的关注和研究。

微电网能够实现能源的分布式管理和就地消纳，提高电力系统的供电可靠性和经济性，对于推动可再生能源的大规模应用和优化能源结构具有重要意义。

在微电网中，逆变器作为分布式电源与微电网之间的接口设备，其控制技术是实现微电网稳定运行和高效能量管理的关键。

多逆变器控制系统能够实现多个逆变器之间的协调控制，优化微电网中的功率分配，提高能源利用效率和系统稳定性。

对微电网多逆变器控制关键技术的研究，对于推动微电网技术的发展和应用具有重要的理论和实践价值。

本文旨在探讨微电网多逆变器控制的关键技术，包括逆变器的拓扑结构、控制策略、协调控制方法等方面。

将对微电网和逆变器的基本概念进行介绍，阐述微电网多逆变器控制的重要性。

将详细介绍逆变器的拓扑结构和控制策略，包括常见的单相和三相逆变器拓扑、PWM 控制技术、下垂控制策略等。

在此基础上，将重点研究多逆变器之间的协调控制方法，包括主从控制、对等控制和分层控制等策略，并分析各种策略的优缺点和适用场景。

将通过仿真和实验验证所提控制策略的有效性和可行性，为微电网多逆变器控制的实际应用提供理论支持和技术指导。

通过对微电网多逆变器控制关键技术的深入研究，本文旨在为微电网的稳定运行和高效能量管理提供理论支持和技术指导，推动微电网技术的快速发展和应用普及。

同时，本文的研究也有助于提高能源利用效率和系统稳定性，促进可再生能源的大规模应用和优化能源结构，为实现可持续发展目标做出积极贡献。

1. 微电网概述微电网是一种小型电网，通常由分布式能源资源（DERs）、储能系统、负载以及相关控制设备组成。

与传统的大型集中式电网相比，微电网具有以下特征：1 分布式能源资源：微电网中的能源资源如太阳能、风能、燃料电池等通常分布在电网的各个节点，而不是集中在一个或几个大型发电厂。