基于功率控制的UPS并联控制技术研究

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不间断电源(UPS)具有提供持续、稳定、不间断供电的优点,UPS并联系统由于具备形成N+X冗余系统,可扩展性强,可靠性高以及容易维护管理等优点而越来越广泛地应用于对重要负载的供电以及停电保护中。利用多个UPS模块组成并联冗余系统可以提高供电的可靠性,如何减小甚至是消除模块间存在的环流是实现UPS模块并联运行的关键所在。本文分析了UPS并联系统中环流产生的原因,针对相位差对环流的影响,结合UPS并联系统本身,设计了二级数字锁相环,保证了系统中各UPS模块输出电压间相位以及频率的同步。本文重点介绍了主从式以及分布式控制策略,并通过对比分析说明了分布式控制策略在实现并联系统均流方面的优势。通过仿真对上述方案的均流效果进行了验证。本文以两台UPS模块并联为例建立了并联系统的等效电路模型,重点研究了有功功率和无功功率的均流控制方案。该均流控制方案中忽略了直流环流对系统的影响,而实际上模块间存在的直流环流,若不加以控制,会导致直流母线电压不对称,从而引起过压保护。所以在本文的平均功率均流控制研究中,加入了直流电流分量控制,用来抑制模块间存在的直流环流,提高了均流效果。最后建立了仿真模型对有无直流环流调节策略来进行对比,对均流效果进行了验证。
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