CN109980696A - 用于发电机组的逆变控制器并联运行的功率平衡控制方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于发电机组的逆变控制器并联运行的功率平衡控制方法，包括以下步骤：1）将并联的数码变频发电机组的各台数码变频发电机逆变控制器的输出电压范围及频率范围预设为相同；2）各台数码变频发电机的逆变控制器上电开始工作，当输出电流相对较弱的逆变控制器，检测到有与本机相位不同步的输出电流相对较强的电压源与本机并联，该逆变控制器迅速跟随检测到的输出电流相对较强的电压源进行同幅同相位输出电压，形成同步电压源；3）同步电压源功率平衡调节控制采用以下方式：A.调节同步电压源的逆变控制器输出电压的频率；B.同时调节同步电压源的逆变控制器输出电压值的大小；4）循环计算出逆变控制器每个电压周期的输出电压U和频率f。

Description

用于发电机组的逆变控制器并联运行的功率平衡控制方法
技术领域
本发明涉及发电机控制领域，具体涉及到一种用于发电机组的逆变控制器并联运行的功率平衡控制方法。
背景技术
当一台数码变频发电机发电时，如果不能满足用电需求，有时需要并联更多的数码变频发电机组成发电机组来提供电源。
当多台数码变频发电机组成发电机组并联提供电源时，各台数码变频发电机的输出频率与电压均会产生差异，如果数码变频发电机的功率平衡被破坏，势必导致数码变频发电机组的稳定性遭到破坏，数码变频发电机并联运行的功率平衡控制方法长期以来是人们研究的方向。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种用于发电机组的逆变控制器并联运行的功率平衡控制方法，该方法通过调节发电机组的逆变控制器的输出频率和电压，来解决发电机并联运行的功率平衡问题。
本发明的目的是这样实现的：一种用于发电机组的逆变控制器并联运行的功率平衡控制方法，包括以下步骤：
1）将并联的数码变频发电机组的各台数码变频发电机逆变控制器的输出电压范围以及频率范围预设为相同；
2）各台数码变频发电机的逆变控制器上电开始工作，各逆变控制器输出额定频率的电压，其中，当输出电流相对较弱的逆变控制器，检测到有与本机相位不同步的输出电流相对较强的电压源与本机并联，输出电流相对较弱的逆变控制器暂停输出，然后该逆变控制器迅速跟随检测到的输出电流相对较强的电压源进行同幅同相位输出电压，形成同步电压源；
3）同步电压源功率平衡调节控制采用以下方式：
A.调节同步电压源的逆变控制器输出电压的频率，根据公式f=k*sinφ+f0, 通过不同的sinφ在预设范围内调节逆变控制器输出的电压频率；式中：f为逆变控制器输出电压的频率，k为设定的比例系数，Φ为逆变控制器自身输出的电压和电流的相位夹角，f0为预设的逆变控制器基准电压频率；
B.同时调节同步电压源的逆变控制器输出电压值的大小，根据公式U=U0-K1K3I+K2K4（UDC-UDC0），通过检测逆变控制器母线电压或逆变控制器输出电流的变化来调节逆变控制器输出电压在预设范围内变化；式中：U为逆变控制器负载电压，I为检测到的逆变控制器输出电流，U0为设定的逆变控制器空载输出电压；UDC为逆变控制器检测到的直流母线电压，UDC0为逆变控制器预设的直流母线电压；K1和K2为设定的比例系数；当UDC-UDC0＞0时，K3=0，K4=1，则U=U0+K2（UDC-UDC0）；当UDC-UDC0≯0时，K3=1，K4=0，则U=-K1I+U0；从而通过检测逆变控制器母线电压或逆变控制器输出电流的变化来调节逆变控制器输出电压在预设范围内变化；
4）同步电压源的逆变控制器在每个电压周期（1/f）结束时，采集这个周期的直流母线电压UDC、输出电流I，以及电压电流的相位夹角sinφ，再根据步骤3）的公式计算出同步电压源的逆变控制器下一电压周期的输出电压U和频率f。
所述同步电压源可由两台或者多台数码变频发电机组成。
由于采用了上述技术，在并联多台发电机组成发电机组来提供电源的时候，通过输出电流相对较弱的逆变控制器，检测到有与本机相位不同步的输出电流相对较强的电压源与本机并联，输出电流相对较弱的逆变控制器暂停输出，然后该逆变控制器迅速跟随检测到的输出电流相对较强的电压源进行同幅同相位输出电压，形成同步电压源。同步电压源功率平衡调节控制采用调节同步电压源的逆变控制器输出电压的频率和同时调节同步电压源的逆变控制器输出电压值的大小的方式，有效解决了发电机并联运行时功率平衡的问题，保证了发电机组运行的稳定性。
附图说明
图1为本发明的流程图；
图2为本发明的逆变控制器输出电压的频率函数曲线；
图3为当UDC-UDC0＞0时，本发明的逆变控制器负载电压值的函数曲线；
图4为当UDC-UDC0≯0时，本发明的逆变控制器负载电压值的函数曲线。
具体实施方式
如图1至图4所示，一种用于发电机组的逆变控制器并联运行的功率平衡控制方法，包括以下步骤：
1）将并联的数码变频发电机组的各台数码变频发电机逆变控制器的输出电压范围以及频率范围预设为相同；
2）各台数码变频发电机的逆变控制器上电开始工作，各逆变控制器输出额定频率的电压，其中，当输出电流相对较弱的逆变控制器，检测到有与本机相位不同步的输出电流相对较强的电压源与本机并联，输出电流相对较弱的逆变控制器暂停输出，然后该逆变控制器迅速跟随检测到的输出电流相对较强的电压源进行同幅同相位输出电压，直到数码变频发电机组中各台数码发电机共同形成同步电压源；所述同步电压源可由两台或者多台数码变频发电机组成，当数码发电机组仍不能满足用电需求的时候，可临时并联更多的数码变频发电机组成发电机组来提供电源，并共同形成同步电压源。
3）同步电压源功率平衡调节控制采用以下方式：
A.调节同步电压源的逆变控制器输出电压的频率，根据公式f=k*sinφ+f0, 通过不同的sinφ在预设范围内调节逆变控制器输出的电压频率；式中：f为逆变控制器输出电压的频率，k为设定的比例系数，Φ为逆变控制器自身输出的电压和电流的相位夹角，f0为预设的逆变控制器基准电压频率；
B.同时调节同步电压源的逆变控制器输出电压值的大小，根据公式U=U0-K1K3I+K2K4（UDC-UDC0），通过检测逆变控制器母线电压或逆变控制器输出电流的变化来调节逆变控制器输出电压在预设范围内变化；式中：U为逆变控制器负载电压，I为检测到的逆变控制器输出电流，U0为设定的逆变控制器空载输出电压；UDC为逆变控制器检测到的直流母线电压，UDC0为逆变控制器预设的直流母线电压；K1和K2为设定的比例系数；当UDC-UDC0＞0时，K3=0，K4=1，则U=U0+K2（UDC-UDC0）；当UDC-UDC0≯0时，K3=1，K4=0，则U=-K1I+U0；从而通过检测逆变控制器母线电压或逆变控制器输出电流的变化来调节逆变控制器输出电压在预设范围内变化；
4）同步电压源的逆变控制器在每个电压周期（1/f）结束时，采集这个周期的直流母线电压UDC、输出电流I，以及电压电流的相位夹角sinφ，再根据步骤3）的公式计算出同步电压源的逆变控制器下一电压周期的输出电压U和频率f。
在本实施例中，在并联的数码变频发电机组准备开始工作前，预设相同的数码变频发电机的逆变控制器输出电压范围以及频率范围输入到各台数码发电机的单片机中，数码变频发电机组启动后，逆变控制器上电开始工作，各逆变控制器开始输出额定频率的电压，其中，当输出电流相对较弱的逆变控制器，检测到有与本机相位不同步的输出电流相对较强的电压源与本机并联，输出电流相对较弱的逆变控制器暂停输出，然后该逆变控制器的单片机根据公式f=k*sinφ+f0，利用不同的sinφ通过IGBT模块在预设范围内调节逆变控制器输出的电压频率，同时根据公式U=U0-K1K3I+K2K4（UDC-UDC0），由信息采集模块检测到的逆变控制器母线电压或逆变控制器输出电流的变化通过IGBT模块在预设范围内调节逆变控制器输出电压，迅速跟随检测到的输出电流相对较强的电压源进行同幅同相位输出电压，使各台数码发电机逆变控制器的输出电压和频率始终保持在预设范围内，直到数码变频发电机组中各台数码发电机共同形成同步电压源。
同步电压源的逆变控制器在每个电压周期（1/f）结束时，采集这个周期的直流母线电压UDC、输出电流I，以及电压电流的相位夹角sinφ，再根据公式f=k*sinφ+f0和U=U0-K1K3I+K2K4（UDC-UDC0）计算出同步电压源的逆变控制器下一电压周期的输出电压U和频率f，并通过设置在数码发电机上的IGBT模块在预设范围内调整到计算出的同步电压源的逆变控制器下一电压周期的输出电压U和频率f。
该方法在并联多台发电机组成发电机组来提供电源的时候，通过输出电流相对较弱的逆变控制器，检测到有与本机相位不同步的输出电流相对较强的电压源与本机并联，输出电流相对较弱的逆变控制器暂停输出，然后该逆变控制器迅速跟随检测到的输出电流相对较强的电压源进行同幅同相位输出电压，形成同步电压源。同步电压源功率平衡调节控制采用调节同步电压源的逆变控制器输出电压的频率和同时调节同步电压源的逆变控制器输出电压值的大小的方式，使各台数码发电机逆变控制器的输出电压和频率始终保持在预设范围内，有效解决了发电机并联运行时功率平衡的问题，保证了发电机组运行的稳定性。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (2)

1.一种用于发电机组的逆变控制器并联运行的功率平衡控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）将并联的数码变频发电机组的各台数码变频发电机逆变控制器的输出电压范围以及频率范围预设为相同；
2）各台数码变频发电机的逆变控制器上电开始工作，各逆变控制器输出额定频率的电压，其中，当输出电流相对较弱的逆变控制器，检测到有与本机相位不同步的输出电流相对较强的电压源与本机并联，输出电流相对较弱的逆变控制器暂停输出，然后该逆变控制器迅速跟随检测到的输出电流相对较强的电压源进行同幅同相位输出电压，形成同步电压源；
3）同步电压源功率平衡调节控制采用以下方式：
A.调节同步电压源的逆变控制器输出电压的频率，根据公式f=k*sinφ+f0, 通过不同的sinφ在预设范围内调节逆变控制器输出的电压频率；式中：f为逆变控制器输出电压的频率，k为设定的比例系数，Φ为逆变控制器自身输出的电压和电流的相位夹角，f0为预设的逆变控制器基准电压频率；
B.同时调节同步电压源的逆变控制器输出电压值的大小，根据公式U=U0-K1K3I+K2K4（UDC-UDC0），通过检测逆变控制器母线电压或逆变控制器输出电流的变化来调节逆变控制器输出电压在预设范围内变化；式中：U为逆变控制器负载电压，I为检测到的逆变控制器输出电流，U0为设定的逆变控制器空载输出电压；UDC为逆变控制器检测到的直流母线电压，UDC0为逆变控制器预设的直流母线电压；K1和K2为设定的比例系数；当UDC-UDC0＞0时，K3=0，K4=1，则U=U0+K2（UDC-UDC0）；当UDC-UDC0≯0时，K3=1，K4=0，则U=-K1I+U0；从而通过检测逆变控制器母线电压或逆变控制器输出电流的变化来调节逆变控制器输出电压在预设范围内变化；
4）同步电压源的逆变控制器在每个电压周期（1/f）结束时，采集这个周期的直流母线电压UDC、输出电流I，以及电压电流的相位夹角sinφ，再根据步骤3）的公式计算出同步电压源的逆变控制器下一电压周期的输出电压U和频率f。
2.根据权利要求1所述的用于发电机组的逆变控制器并联运行的功率平衡控制方法，其特征在于：所述同步电压源可由两台或者多台数码变频发电机组成。
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