出電流給定值 由校正電流與電壓調(diào)節(jié)器的輸出值兩部分組成。正常工作時，電壓調(diào)節(jié)器的輸出值為一常 量，只有通過校正電流調(diào)節(jié)輸出電流給定值。
[0021] 并聯(lián)發(fā)電系統(tǒng)中，各模塊通過均流調(diào)節(jié)器和電流調(diào)節(jié)器自動實現(xiàn)均流，各模塊獨 立控制，沒有主從區(qū)分，所以各模塊的發(fā)電和均流控制方法相同。如圖3所示，對并聯(lián)發(fā)電 系統(tǒng)的控制步驟如下：
[0022] 步驟SOl，模塊101、102、103、104給定的輸出電壓參考值都為Ud/，同時模塊101、 102、103、104通過各自的采樣模塊125、126、127、128采集自身的輸出電壓U 2、U3、仏和 輸出電流IpIrIpI4;
[0023] 步驟S02,模塊101通過信號處理模塊121上傳自身的輸出電流I1至通訊總線 137,同時通過通訊總線137接收其余模塊102、103、104上傳的輸出電流值1 2、13、I4，并對 所有模塊輸出電流值求和取平均值，得到系統(tǒng)平均電流7 =認+/2+/3+14)/4, 12、13、14分 別為模塊101、102、103、104的輸出電流。
[0024] 與此同時，模塊102、103、104也分別通過各自的信號處理模塊122、123、124將采 集的自身輸出電流1 2、13、14上傳至通訊總線137,并通過通訊總線137接收其余模塊的輸 出電流值，對所有模塊輸出電流值求和取平均值，得到系統(tǒng)平均電流J。
[0025] 步驟S03,模塊1控制通道133包括電壓調(diào)節(jié)器105、均流調(diào)節(jié)器109、電流調(diào)節(jié)器 113、PWM發(fā)生器117、信號處理模塊121和采樣模塊125。模塊1的電壓調(diào)節(jié)器105采用比 例積分環(huán)節(jié)，模塊1的均流調(diào)節(jié)器109采用比例環(huán)節(jié)，在模塊1電壓調(diào)節(jié)器105中輸出電壓 參考值U d/與輸出電壓U i作差經(jīng)電壓調(diào)節(jié)器105處理得到電壓調(diào)節(jié)器輸出值。在模塊1的 均流調(diào)節(jié)器109中，系統(tǒng)平均電流7與輸出電流I1作差，經(jīng)均流調(diào)節(jié)器109調(diào)節(jié)后輸出校正 電流，校正電流與電壓調(diào)節(jié)器輸出值相加作為輸出電流給定值。同理，模塊2控制通道134、 模塊3控制通道135、模塊4控制通道136中也進行同樣的處理，在模塊2控制通道134中， 模塊2的電壓調(diào)節(jié)器106采用比例積分環(huán)節(jié)，模塊2的均流調(diào)節(jié)器110采用比例環(huán)節(jié)，輸出 電壓參考值U d/與輸出電壓U 2作差經(jīng)模塊2的電壓調(diào)節(jié)器106處理得到電壓調(diào)節(jié)器輸出 值。系統(tǒng)平均電流？與輸出電流I2作差，經(jīng)模塊2的均流調(diào)節(jié)器110調(diào)節(jié)后輸出校正電流， 校正電流與電壓調(diào)節(jié)器輸出值相加作為輸出電流給定值，在模塊3控制通道135中，模塊3 的電壓調(diào)節(jié)器107采用比例積分環(huán)節(jié)，模塊3的均流調(diào)節(jié)器111采用比例環(huán)節(jié)，輸出電壓參 考值U d/與輸出電壓U 3作差經(jīng)模塊3的電壓調(diào)節(jié)器107處理得到電壓調(diào)節(jié)器輸出值。系統(tǒng) 平均電流?與輸出電流13作差，經(jīng)模塊3的均流調(diào)節(jié)器111調(diào)節(jié)后輸出校正電流，校正電流 與電壓調(diào)節(jié)器輸出值相加作為輸出電流給定值，在模塊4控制通道136中，模塊4的電壓調(diào) 節(jié)器108采用比例積分環(huán)節(jié)，模塊4的均流調(diào)節(jié)器112采用比例環(huán)節(jié)，輸出電壓參考值U d/ 與輸出電壓U4作差經(jīng)模塊4的電壓調(diào)節(jié)器108處理得到電壓調(diào)節(jié)器輸出值。系統(tǒng)平均電 流7與輸出電流I 4作差，經(jīng)模塊4的均流調(diào)節(jié)器112調(diào)節(jié)后輸出校正電流，校正電流與電壓 調(diào)節(jié)器輸出值相加作為輸出電流給定值。
[0026] 所有模塊的輸出電流給定值都由校正電流和電壓調(diào)節(jié)器輸出值兩部分組成。各模 塊通過均流調(diào)節(jié)器自動實現(xiàn)均流。當模塊的輸出電流與系統(tǒng)平均電流相等時，校正電流為 零；當某一模塊的輸出電流大于系統(tǒng)平均電流時，輸出校正電流為負值，該模塊的輸出電流 給定值減??；當某一模塊的輸出電流小于系統(tǒng)平均電流時，輸出校正電流為正值，該模塊的 輸出電流給定值增大。各模塊通過均流調(diào)節(jié)器作用，保證有相同的輸出電流給定值。
[0027] 步驟S04,模塊1的電流調(diào)節(jié)器113、模塊2的電流調(diào)節(jié)器114、模塊3的電流調(diào)節(jié) 器115、模塊4的電流調(diào)節(jié)器116采用比例積分環(huán)節(jié)，各模塊有相同的輸出電流給定值，都等 于系統(tǒng)平均電流。模塊101經(jīng)過模塊1的電流調(diào)節(jié)器113調(diào)節(jié)后，輸出至模塊1的PffM發(fā) 生器117,最后輸出PffM信號，驅(qū)動模塊1主電路129,輸出電流跟蹤系統(tǒng)平均電流。同理， 模塊102經(jīng)模塊2的電流調(diào)節(jié)器114調(diào)節(jié)，輸出至模塊2的PffM發(fā)生器118,最后輸出PffM 信號，驅(qū)動模塊2主電路130,輸出電流跟蹤系統(tǒng)平均電流，模塊103經(jīng)模塊3的電流調(diào)節(jié)器 115調(diào)節(jié)，輸出至模塊3的PffM發(fā)生器119，最后輸出PffM信號，驅(qū)動模塊3主電路131，輸出 電流跟蹤系統(tǒng)平均電流，模塊104經(jīng)模塊4的電流調(diào)節(jié)器116調(diào)節(jié)，輸出至模塊4的PffM發(fā) 生器120,最后輸出PffM信號，驅(qū)動模塊4主電路132,輸出電流跟蹤系統(tǒng)平均電流。
[0028] 步驟S05、步驟S06、步驟S07,判斷有模塊是否出現(xiàn)故障，當各模塊正常工作時，系 統(tǒng)平均電流?與采集的電流信號I 1作差，經(jīng)均流調(diào)節(jié)器后輸出校正電流，校正電流與電壓調(diào) 節(jié)器輸出值相加作為輸出電流給定值，校正電流補償各模塊輸出電流給定值，最后通過電 流調(diào)節(jié)器，以系統(tǒng)平均電流〗為目標，通過均流調(diào)節(jié)器實現(xiàn)均流，模塊輸出電流等于系統(tǒng)平 均電流?，各模塊實現(xiàn)同步輸出。
[0029] 當有模塊出現(xiàn)故障時，例如模塊101出現(xiàn)故障，模塊101則關(guān)閉通訊，模塊 102、103、104則剔除故障模塊101的輸出電流值I1，重新計算系統(tǒng)中新的系統(tǒng)平均電流 Γ = (? + &+為)/3，各模塊通過均流調(diào)節(jié)器作用，重新跟蹤新的系統(tǒng)平均電流？，各模塊保持 了同步操作，重新實現(xiàn)均流輸出，實現(xiàn)了并聯(lián)發(fā)電系統(tǒng)的冗余功能，保證了系統(tǒng)的可靠性。
[0030] 步驟S08,通過均流調(diào)節(jié)器，各模塊輸出電流等于系統(tǒng)平均電流?，最后輸出同步 PWM信號，系統(tǒng)實現(xiàn)均流。
[0031] 本發(fā)明系統(tǒng)基于雙閉環(huán)控制，所以無論模塊的多少都具有很好的動態(tài)響應特性， 本系統(tǒng)各模塊都有獨立的控制通道，沒有集中控制和主從模塊的區(qū)別，易于構(gòu)成冗余系統(tǒng)， 避免了主模塊故障后，系統(tǒng)陷入癱瘓狀態(tài)。通過在電壓調(diào)節(jié)器后添加均流調(diào)節(jié)器，使得輸出 電流跟蹤系統(tǒng)平均電流，實現(xiàn)了輸出電流自動均勻分配，系統(tǒng)雖有互聯(lián)信號線，但是控制算 法簡單。
[0032] 本系統(tǒng)并聯(lián)模塊數(shù)可以無限制擴展，各模塊間實現(xiàn)了電流均勻分配，防止單個模 塊運行在電流極限值狀態(tài)。另外當其中一個模塊發(fā)生故障時，故障模塊能夠快速退出系統(tǒng)， 并不影響其余模塊的運行，所以也就不影響整個系統(tǒng)的正常運行，提高了系統(tǒng)運行的可靠 性。
【主權(quán)項】
1. 一種并聯(lián)發(fā)電系統(tǒng)的控制方法，其特征在于：并聯(lián)發(fā)電系統(tǒng)的每個模塊上傳自身的 輸出電流至通訊總線，同時通過通訊總線接收其他模塊自身的輸出電流值；每個模塊根據(jù) 總線上各模塊采集的輸出電流計算系統(tǒng)平均電流，將系統(tǒng)平均電流與模塊輸出電流作差， 經(jīng)均流調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)，以均流調(diào)節(jié)器的輸出值作為校正電流；校正電流與電壓調(diào)節(jié)器輸出值 相加作為輸出電流給定值，通過均流調(diào)節(jié)器和電流調(diào)節(jié)器的作用，各模塊的輸出電流實時 跟蹤系統(tǒng)平均電流，實現(xiàn)均流。2. 按照權(quán)利要求1所述的并聯(lián)發(fā)電系統(tǒng)的控制方法，其特征在于：當所述并聯(lián)發(fā)電系 統(tǒng)某一模塊的輸出電流與所述的系統(tǒng)平均電流相等時，校正電流為零；當并聯(lián)發(fā)電系統(tǒng)某 一模塊的輸出電流大于系統(tǒng)平均電流時，校正電流為負值，使得該模塊輸出電流給定值減 小，再通過電流內(nèi)環(huán)的調(diào)節(jié)，使得該模塊輸出電流跟蹤輸出電流給定值，最后在均流調(diào)節(jié)器 和電流調(diào)節(jié)器的作用下，該模塊輸出電流等于系統(tǒng)平均電流；當并聯(lián)發(fā)電系統(tǒng)某一模塊的 輸出電流小于系統(tǒng)平均電流時，輸出校正電流為正值，使得該模塊輸出電流給定值增大，再 通過電流內(nèi)環(huán)的調(diào)節(jié)，該模塊輸出電流跟蹤輸出電流給定值，最后在均流調(diào)節(jié)器和電流調(diào) 節(jié)器的作用下，該模塊輸出電流等于系統(tǒng)平均電流。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的并聯(lián)發(fā)電系統(tǒng)的控制方法，其特征在于：當所述并聯(lián)發(fā)電系 統(tǒng)某一模塊出現(xiàn)故障時，該模塊關(guān)閉通訊，退出并聯(lián)系統(tǒng)，其他模塊不再接收故障模塊的輸 出電流值，相應的，其他各模塊在計算系統(tǒng)平均電流時，剔除故障模塊的輸出電流值，得到 新的系統(tǒng)平均電流；各模塊通過均流調(diào)節(jié)器和電流調(diào)節(jié)器的作用，重新跟蹤新的系統(tǒng)平均 電流，實現(xiàn)均流輸出。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的并聯(lián)發(fā)電系統(tǒng)的控制方法，其特征在于：所述的控制方法以 電壓外環(huán)，電流內(nèi)環(huán)的雙閉環(huán)控制為基礎，在電壓外環(huán)后添加了均流調(diào)節(jié)器，均流調(diào)節(jié)器的 輸出為校正電流；正常工作時，電壓調(diào)節(jié)器的輸出值為一常量；通過校正電流調(diào)節(jié)輸出電 流給定值，使得輸出電流給定值與系統(tǒng)平均電流相等。
【專利摘要】一種并聯(lián)發(fā)電系統(tǒng)的控制方法，并聯(lián)發(fā)電系統(tǒng)的每個模塊上傳自身的輸出電流至通訊總線，同時通過通訊總線接收其他模塊自身的輸出電流值；每個模塊根據(jù)總線上各模塊采集的輸出電流計算系統(tǒng)平均電流，將系統(tǒng)平均電流與模塊輸出電流作差，經(jīng)均流調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)，以均流調(diào)節(jié)器的輸出值作為校正電流；校正電流與電壓調(diào)節(jié)器輸出值相加作為輸出電流給定值，通過均流調(diào)節(jié)器和電流調(diào)節(jié)器的作用，各模塊的輸出電流實時跟蹤系統(tǒng)平均電流，實現(xiàn)均流。
【IPC分類】H02J3/38
【公開號】CN105048502
【申請?zhí)枴緾N201510493157
【發(fā)明人】王海波, 趙峰, 溫旭輝
【申請人】中國科學院電工研究所
【公開日】2015年11月11日
【申請日】2015年8月12日