大功率UPS数字控制及其并联技术的研究

刘晓青

摘 要：对于大功率UPS而言，进行数字控制及其并联技术的研究，对电力领域具有较大的积极意义。主要原因在于，我国在电力方面的需求较大，而且居民在电力方面的要求日渐提高，因此需要在大功率UPS数字控制及其并联技术方面进一步深化研究，解决现阶段发展中的一些难题，只有这样才能更好的控制电力领域中的一些技术和设备，使居民在用电的过程中，少一些问题，多一些便捷。

关键词：大功率；数字控制；并联技术

对于大功率UPS数字控制及其并联技术来说，在现阶段的研究中，已经取得了一定的成果，但对于居民的需求来说，现阶段的成果已经没有办法适应居民快速的生活节奏和工作需求，鉴于这样的情况，必须将大功率UPS数字控制及其并联技术中的问题迅速解决，获得突破性的进展，只有这样才能为居民更好的服务，同时也可以为电力领域做出更大的贡献。对于大功率UPS数字控制及其并联技术而言，主要的难点在于数字控制和并联两个方面，需要进行综合考虑，否则会产生一定的消极影响。本文就大功率UPS数字控制及其并联技术进行一定的研究。

1 冗余并联原理

设各台UPS电源之间的环流分别为i12、i23、i13，则有：

1.1 幅值不等相位相同时

如果各台UPS输出电压的相位差 为零，但幅值差 不为零，则由式（1）及式（2）可知，输出电压仅有幅值差异而无相位差异时，环流主要表现为无功环流，因此，当任意两台UPS之间存在无功差异时，可以通过调节输出电压的幅值来实现无功输出的均分。由此可见，对于大功率UPS数字控制及其并联技术来说，需要在幅值不等相位相同时进行系统的研究，我们从公式中可以非常明显的看出，当输出电压仅有幅值差异，却没有相位差异的时候，环流主要表现的是无功环流。鉴于这样的情况，需要进行一定的调节。这些都是大功率UPS数字控制及其并联技术的关键技术。很多的科研机构之所以没有获得较大的突破，原因就在于没有对这些细节进行较为系统的研究。

1.2 相位不等幅值相同时

在大功率UPS数字控制及其并联技术方面，还存在一个非常重要的情况，那就是相位不等幅值相同的时候，这是一个比较常见的情况，因此比较容易被忽略。如果对相位不等幅值相同的情况进行系统的研究，一定会有新的发现。如果各台UPS 输出电压的幅值差异 为零，而相位差 不为零，由式（1）及式（2）可知，输出电压仅有相位差异而无幅值差异时，环流主要表现为有功环流，因此，当任意两台UPS之间存在有功差异时，可以通过调节输出电压的相位来实现有功输出的均分。由此可见，相位不等幅值相同时的研究，对于大功率UPS数字控制及其并联技术的研究来说也是非常重要的，要想获得较大的突破，需要将大功率UPS数字控制及其并联技术当中的每一个环节都研究的较为透彻，即使是较为熟悉的环节，也需要进行反复的研究，因为各个环节之间都有很大的联系，只要细心的琢磨，一定会有新的发现。

2 并联控制方案

2.1 无功与有功检测

在大功率UPS数字控制及其并联技术的研究方面，除了数字控制之外，另一个重点研究的方面就是并联技术，要想开发出高效的并联技术，首先要设计出并联控制方案。而在此之前，需要进行有功与无功检测，每一环都是紧密联系的，不允许出现丝毫的差错。在有功与无功检测方面，最重要的就是遵循既定的公式，按照规范操作。设UPS 的输出电压与电流分别为：v a，vb，vc和ia，ib，ic，引入三相系统abc←AB变换，则有：

对于三相三线制而言，瞬时有功与无功就可以表示为：无功功率为： ，有功功率为： 。在实际的研究中。无功与有功检测都需要根据不同的工作情况进行，很多的因素都在不断的变化，在公式中，我们可以非常清晰的看到，众多的条件和变量都会在不同的情况下受到较大的影响，在结果方面，也会出现一定的变化，鉴于这样的情况，我们需要将其控制在一个比较标准的范围以内，然后逐渐的缩小范围，最后控制在一个较为精确的数值。这样才能对大功率UPS数字控制及其并联技术的研究产生较为积极的影响。

2.2 无功调压方案

在大功率UPS数字控制及其并联技术的研究中，需要进行一定的无功调压工作，在方案设计上，需要结合实际情况，不能单纯的从理论出发，这样反而会对实际的操作产生一定的消极影响。为了在无功调压方案上做出较好的成绩，科研人员经过大量的努力，终于有所突破。无功调压的控制框图如下：

在图中，Qi表示本台UPS的输出无功；Q aver表示多台UPS 的输出无功平均值；Q con表示PI调节器的输出且作为输出电压给定V ref的补偿量；V*ref表示补偿后的输出电压给定，且V*ref=V ref+ Q con。这样的无功调压方案得到了大量的实践应用，效果比较显著。

2.3 有功调压方案

实现UPS有功均分的方案主要由两部分组成：首先，采用数字锁相环（DPLL）来保证任意两台UPS之间的相位差异比较小， 使两台UPS能够并联；其次，为了能够实现有功均分，利用频率下垂特性来微调相位。有功调压方案对于大功率UPS数字控制及其并联技术具有较大的积极意义，在现阶段的研究中，仍然在不断的深化，相信可以获得较大的突破。

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