并聯(lián)電力變換控制裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電力變換裝置控制領(lǐng)域，特別是涉及一種用于由至少2個電力變換器 并聯(lián)構(gòu)成的并聯(lián)電力變換系統(tǒng)的并聯(lián)電力變換控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 電力變換裝置的并聯(lián)是擴大電力變換裝置功率、提高可靠性、實現(xiàn)電力變換裝置 功率靈活調(diào)整的重要技術(shù)手段。文獻1 (用于電機傳動系統(tǒng)的多逆變器并聯(lián)控制技術(shù)，電 機與控制學(xué)報，2010,14(2) :36-40, 46)提出對各逆變器進行獨立控制使其電流跟蹤其期 望值，從而實現(xiàn)各逆變器總電流對其指令值的跟蹤（后續(xù)稱之為獨立電流跟蹤法）。盡管 它通過將各逆變器電流指令值設(shè)定為總期望電流的n(n為逆變器數(shù)量）等分、通過控制 使各逆變器的實際電流跟蹤其電流指令值，使得該控制方法具備了一定的環(huán)流抑制作用， 但該控制方法沒有用于抑制環(huán)流的環(huán)流控制器，當各逆變器因模塊特性等原因出現(xiàn)環(huán)流 時，該控制方法并未利用環(huán)流信息進行及時補償，因此該控制方法的環(huán)流抑制效果（如： 環(huán)流抑制程度和快速性）有待改善，而且由于需要設(shè)置與并聯(lián)逆變器數(shù)量相同數(shù)量的電 流控制器，因此當并聯(lián)逆變器數(shù)量較大時，會導(dǎo)致用于執(zhí)行控制的微處理器的計算負荷 過大。文獻 2 (Modeling, Analysis, and Implementation of Parallel Multi-Inverter Systems With Instantaneous Average-Current-Sharing Scheme, IEEE Trans. Power Electronics, 2003, 18(3) :844-856)提出了利用環(huán)流控制器（即 Outer current-sharing loop, H1……Hn)對調(diào)制電壓信號進行補償從而實現(xiàn)各電力變換器間的均流（即環(huán)流抑制） 的方法（后續(xù)稱之為基于環(huán)流控制器的環(huán)流抑制方法）。
[0003] 顯然，對文獻1和文獻2的控制方法進行綜合，即將文獻2的環(huán)流控制器添加至文 獻1的獨立電流跟蹤法中，則可有效克服獨立電流跟蹤法的不足之處。但是，獨立電流跟蹤 法是通過將各逆變器電流指令值設(shè)定為總期望電流的n(n > 2,為逆變器數(shù)量）等分、通過 控制使各逆變器的實際電流跟蹤其電流指令值來同時實現(xiàn)并聯(lián)電力變換系統(tǒng)的兩個控制 目標--所有逆變器的總輸出電流對總期望電流的跟蹤和環(huán)流抑制，若是簡單地增加環(huán)流 控制器，則會因環(huán)流控制器的輸出對調(diào)制電壓信號的補償而對單個逆變器的輸出電流對該 逆變器電流指令值的跟蹤產(chǎn)生不利影響，并最終影響到所有逆變器的總輸出電流對總電流 指令值的跟蹤效果。
[0004] 因此，如何在不影響總輸出電流對總期望電流的跟蹤效果的前提下將基于環(huán)流控 制器的環(huán)流抑制方法融合進獨立電流跟蹤法，且融合后得到的新方法能夠有效提高總輸出 電流對總電流指令值的跟蹤性能和環(huán)流抑制效果、有效降低微處理器計算負荷就成為并聯(lián) 電力變換系統(tǒng)領(lǐng)域的一個有待解決的重要技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提出一種并聯(lián)電力變換控制裝置，該控制裝置可以在 不影響總輸出電流對總期望電流的跟蹤效果的前提下，通過對獨立電流跟蹤法與基于環(huán)流 控制器的環(huán)流抑制方法進行有機融合，最終使得總輸出電流對總電流指令值的跟蹤性能和 環(huán)流抑制效果能夠都能得到有效提高，且能有效降低微處理器計算負荷。
[0006] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明用于由至少2個電力變換器并聯(lián)構(gòu)成的并聯(lián)電力變 換系統(tǒng)的并聯(lián)電力變換控制裝置包括：
[0007] 總電流指令生成器：生成所述并聯(lián)電力變換系統(tǒng)應(yīng)輸出的總電流指令值；
[0008] 權(quán)重系數(shù)確定單元：用于確定各電力變換器的電流在所述并聯(lián)電力變換系統(tǒng)總輸 出電流中的占比，輸出對應(yīng)電力變換器的權(quán)重系數(shù)；
[0009] 總電流指令分配器：根據(jù)所述權(quán)重系數(shù)確定單元輸出的所述權(quán)重系數(shù)對所述總電 流指令生成器生成的總電流指令值進行分配，生成所述電力變換器的電流指令值；
[0010] 反饋電流計算器：根據(jù)所述并聯(lián)電力變換系統(tǒng)的總輸出電流值和所述權(quán)重系數(shù)確 定單元輸出的所述權(quán)重系數(shù)計算所述電力變換器的電流反饋值，并將其送給對應(yīng)電力變換 器的電流控制器，供后者執(zhí)行對電流的控制。
[0011] 電流控制器：根據(jù)所述總電流指令分配器輸出的所述電力變換器電流指令值和所 述反饋電流計算器輸出的所述電流反饋值進行控制，使得所述電流反饋值跟蹤所述電力變 換器的電流指令值，輸出控制電壓信號；
[0012] 環(huán)流計算器：根據(jù)所述電力變換器的輸出電流值計算對應(yīng)電力變換器的環(huán)流；
[0013] 環(huán)流控制器：根據(jù)所述環(huán)流計算器的計算結(jié)果對所述電力變換器的環(huán)流進行控 制，并輸出環(huán)流補償電壓信號；
[0014] 調(diào)制信號生成器：根據(jù)所述電流控制器輸出的所述控制電壓信號和所述環(huán)流控制 器輸出的所述環(huán)流補償電壓信號生成用于PWM單元進行脈寬調(diào)制所需的調(diào)制信號。
[0015] 所述總電流指令分配器按照下述規(guī)律對所述總電流指令生成器生成的所述總電 流指令值進行分配：
[0017] 其中，f是第k個電力變換器的電流指令值，非負權(quán)重系數(shù)Cik滿足：
是所述總電流指令生成器生成的總電流指令值，η (η > 2)是構(gòu)成并聯(lián) 電力變換系統(tǒng)的電力變換器的數(shù)量。
[0018] 所述反饋電流計算器進一步包括：
[0019] 總輸出電流計算單元：對所述電力變換器的全部電流值進行代數(shù)求和運算，輸出 所述并聯(lián)電力變換系統(tǒng)的總輸出電流值；
[0020] 反饋電流計算單元：根據(jù)將所述總輸出電流計算單元輸出的所述總輸出電流值計 算對應(yīng)電力變換器的輸出電流值。
[0021] 所述總輸出電流計算單元按照下述規(guī)律計算所述總輸出電流值：
[0023] 其中，ik是第k個電力變換器的電流值，η (η > 2)是構(gòu)成并聯(lián)電力變換系統(tǒng)的電 力變換器的數(shù)量。
[0024] 所述反饋電流計算單元按照下述規(guī)律計算所述電力變換器的電流反饋值：
[0025] ifb k = a kXitotal
[0026] 其中，ifb k是第k個電力變換器的電流反饋值，ak即為第k個電力變換器的電流 指令值的權(quán)重系數(shù)，itotal為所述總輸出電流值。
[0027] 所述環(huán)流計算器按照如下任一公式計算所述環(huán)流：
[0030] 其中，irarss k是第k個電力變換器的環(huán)流，、和是分別第k和m個電力變換器 的電流值，ifb k是第k個電力變換器的電流反饋值，a k和α n分別是第k和m個電力變換 器的權(quán)重系數(shù)，m是基準電力變換器的序號。
[0031] 本發(fā)明可以達到的有益效果為：
[0032] 通過引入反饋電流計算器，電流控制器利用平均反饋電流對電力變換器的電流進 行控制，實現(xiàn)了電流控制器的控制作用與環(huán)流控制器的補償作用的解耦和獨立電流跟蹤法 與基于環(huán)流控制器的環(huán)流抑制方法的有機融合，使得融合后得到的新控制系統(tǒng)中的電流控 制器專注于所有逆變器的總輸出電流對總期望電流的跟蹤控制、環(huán)流控制器專注于各電力 變換器的環(huán)流的抑制，克服了獨立電流跟蹤法因沒有獨立的環(huán)流