无互连线逆变器并联系统均流分析

关键字：互连线

 逆变器 并联 

1 引言
目前，使用特种电源供电的装备要求供电电源系统具有高可靠性和大功率化，这两者都与
逆变电源的并联运行控制密切相关。
逆变器并联控制技术种类繁多，其中基于电压幅值和频率下垂特性的无互连线控制策略

[1]

[2][3]，由于模块之间没有通信线之间的相互干扰，对并联逆变器的位置也没有严格的限制
而成为近几年的研究热点。当逆变模块参数一致时，应用下垂特性控制方案可以达到很好的
均流效果；但实际中各逆变模块参数不可能完全一致，这将会导致功率不能均分。本文深入
分析了逆变器参数不一致造成功率不能均分的原因，并给出了相应的改进方法以提高功率
均分精度。
2 单台逆变器控制原理

图

1 单台逆变器框图

典型的逆变器通常由一直流电压源，桥式（文中为半桥）

PWM 逆变器和 输出滤波器组成。

图

1 为单台逆变器框图。单台逆变器控制电路采用电压电流双闭环反馈控制方式，电压外环

采用传统的

PI 调节（图 1 中用 G1(s)表示），电流内环采用电感电流瞬时值反馈控制，利

用两态滞环电流跟踪方式。当调制频率足够高时（远高于输出滤波器频带宽度），电流环可
以等效为一个电流跟随器，即相当于一个比例环节

k[4]。

3 逆变器输出功率不平衡分析
3.1 功率理论

图

2 逆变器并联系统等效电路

两逆变器组成的并联系统等效模型如图

2 所示，其中 E1

∠φ1 和 E2∠φ2 分别是两台逆变器

空载输出电压；

UOL

∠0 是并联汇流条电压；Z1∠θ1 和 Z2∠θ2 是逆变器等效输出阻抗，它

由逆变器输出阻抗和逆变器连接到交流母线的线路阻抗两部分组成；

ZL 是负载阻抗。设

Z1

∠θ1=R1+jX1，Z2∠θ2= R2+jX2。由功率的物理意义可得并联中逆变器发出的有功功率 P

和无功功率

Q 的表达式为：

 
由

(2)、(3)两式可画出等效输出阻抗为感性时电压频率控制框图如图 3 所示，逆变器输出频

率

ωo 对时间积分与交流母线电压频率 ωn 对时间积分之差即为 E

∠φ 与 UOL∠0 的相位差 ，

则由图

3 可得到以空载频率 和总线电压频率 ωn 为输入，输出有功功率 P 为输出的系统传

递函数：