分布式電源論文

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1、移動分布式單相逆變發(fā)電機組（系統(tǒng)）并聯(lián)運行張文昌、于功山、王懷杰（濟南吉美樂電源技術(shù)有限公司，山東濟南）摘要：論述單相逆變發(fā)電機組（系統(tǒng)）在移動電源中的應用。在此基礎(chǔ)上提出了單相逆變發(fā)電機組（系統(tǒng)）可并聯(lián)運行控制方案并介紹了其結(jié)構(gòu)和原理，給出了軟件和碩件設計方案。試驗結(jié)果證明此系統(tǒng)的控制穩(wěn)定可靠。關(guān)鍵詞：分布、逆變、單相、并聯(lián)運行中圖分類號：文獻標識碼：文章編號：1引言隨著內(nèi)燃機電站在現(xiàn)代武器裝備上的廣泛應用，用電設備對電源設備提出了越來越高的要求。隨著科技的發(fā)展和基礎(chǔ)科學研究的不斷深入，新材料和新技術(shù)的應用，對發(fā)電機組（系統(tǒng)）的發(fā)展起到了較大的推動作用。目前國內(nèi)逆變技術(shù)已廣泛應用

2、于小功率發(fā)電機組，該技術(shù)對提高機組的電性能指標及小型化和輕量化起到了推動作用。目前XXX部的XXX項目已裝備逆變發(fā)電機組（系統(tǒng)）。通過大量的試驗工作，我們發(fā)現(xiàn)車輛底盤小了，用電設備的容量大了，而車輛本身留給電源設備的空間冇限，即出現(xiàn)了裝一套大功率的空間不夠，而裝N+1套小功率的，能夠達到目的。遇到大功率運行時，不可避免的需要N+1套電源并聯(lián)運行。而逆變發(fā)電機組（系統(tǒng)）的出現(xiàn)讓單相并聯(lián)運行成為可能。2逆變發(fā)電機組（系統(tǒng)）原理介紹以內(nèi)燃機作為動力，由中頻發(fā)電機將內(nèi)燃機輸出的機械能轉(zhuǎn)化為初級三相交流屮頻電能（400-2000Hz,400V）,再經(jīng)過逆變器進行AC/DC/AC傳換，輸出工頻

3、交流電能（50Hz,230V）o方案框圖：內(nèi)燃機機械能?中頻發(fā)電機交流中頻電能(400-2000)llz,400V交流工頻供電逆變器50IIz,230V輸出逆變器主逆變系統(tǒng)的設計采用高集成度數(shù)字化控制芯片智能集成功率模塊的屯路方案，逆變器的基本工作原理如圖所示，發(fā)電機產(chǎn)生的三相交流電送入逆變器的LI、L2、L3三條線電壓輸入端，三相交流電壓經(jīng)三相全控整流，電容EC2濾波后，變成平滑的直流電，然后，通過控制功率管QI、Q2、Q3、Q4按照預定的頻率和脈寬周期性的開關(guān)，在LI、L2前端就可獲得頻率固定、脈寬不等的PWM波，PWM波經(jīng)電感、電容濾波后，就可獲得標準的交流電壓。逆變器控制冋

4、路的設計由數(shù)字智能模塊和電流、電壓檢測電路、保護電路三部分組成。數(shù)字智能模塊根據(jù)采集的電壓反饋產(chǎn)生頻率固定、脈寬不等的PWM波，實現(xiàn)對輸出電壓的實時調(diào)節(jié)，確保輸出電壓穩(wěn)定，同時根據(jù)釆集的電流信號,實現(xiàn)過流、短路保護，保證發(fā)電機組（系統(tǒng)）的輸出電性能指標。3單相逆變發(fā)電機組（系統(tǒng)）并聯(lián)運行控制方案介紹逆變電源的并聯(lián)方案有很多，有主從結(jié)構(gòu)，用電壓型逆變器作為主模塊控制系統(tǒng)電壓，電流型逆變器提供負載電流。有對等式，并聯(lián)的各個逆變器結(jié)構(gòu)功能相同，相互間冇信號的傳遞，但不存在隸屈關(guān)系。還冇基于冇功無功調(diào)節(jié)的無連線并聯(lián)方式。隨著控制技術(shù)的飛速發(fā)展，以及高速數(shù)字處理芯片DSP的出現(xiàn)，實現(xiàn)高質(zhì)量的

5、交流輸出已經(jīng)不成問題。單相逆變發(fā)電機組（系統(tǒng)）可并聯(lián)運行控制方案逆變器可采用的控制方式及種類很多，每一種控制方式都冇其優(yōu)缺點。同時采用不同的控制方式形成復合控制，可以實現(xiàn)取K補短、優(yōu)勢互補的目的，因此,復合控制是逆變器控制方式的一個發(fā)展趨勢。隨著控制理論和數(shù)字處理芯片的迅速發(fā)展，使各種先進控制方式的實現(xiàn)成為可能，逆變器的數(shù)字化控制方式成了今后交流電源領(lǐng)域中的一個研究熱點和發(fā)展趨勢。本方案采用各種控制方式相結(jié)合的復合控制，自同步和外同步結(jié)合的原理設計，其優(yōu)點是可靠性高；可單機使用也可并聯(lián)運行。輸出到負載系統(tǒng)原理框圖1硬件設計部分：可并聯(lián)逆變單元碩件電路由功率處理主電路、控制騾動電路、

6、保護電路組成,系統(tǒng)原理框圖如圖1,木系統(tǒng)采用PWM控制器SG3525獲得PWM控制信號。逆變器的功率處理采用全橋電路，經(jīng)過SPWM調(diào)制以后，輸出經(jīng)過濾波電感和電容濾波以后，直接和其它逆變器的輸出進行并聯(lián)?？刂齐娐稤SPTMS320LF2407A完成SPWM波形的產(chǎn)生、鎖相、控制、均流以及同步信號捕捉、數(shù)據(jù)采樣等功能。使用DSP內(nèi)部的模/數(shù)轉(zhuǎn)換模塊對輸出電壓反饋信號進行采樣，通過數(shù)字PI控制器完成電壓有效值外環(huán)控制，保證輸出電壓有效值穩(wěn)態(tài)無茅。PI控制器的輸出乘以標準給定信號，經(jīng)數(shù)/模轉(zhuǎn)換后作為控制電路模擬部分的參考輸入信號。在并聯(lián)系統(tǒng)中常用的均流方法主從設置法和平均電流法都無法實現(xiàn)

7、冗余技術(shù)，使并聯(lián)系統(tǒng)的可靠性得不到很好的保證；而采用自主均流芯片UC3902依據(jù)特冇的性能，如：均流精度高，動態(tài)響應好，可以實現(xiàn)兀余技術(shù)等，自主均流法實質(zhì)上是在N個并聯(lián)的模塊中，輸出電流最大的模塊將白動成為主模塊，其余的模塊則成為從模塊，各個從模塊的電壓誤差依次被整定，以調(diào)節(jié)負載電流分配的不均衡。由于N個并聯(lián)的模塊中，事先沒有設定哪個模塊為主模塊，而是按輸出電流的大小隨機排序，輸出電流大的模塊自動成為主模塊。木控制系統(tǒng)采用此芯片口J以直接得到均流誤差信號，簡化了控制系