RU2380820C1 - Method for control of static stabilised ac voltage sources, working in parallel for common load - Google Patents

Method for control of static stabilised ac voltage sources, working in parallel for common load Download PDF

Info

Publication number
RU2380820C1
RU2380820C1 RU2008118738/09A RU2008118738A RU2380820C1 RU 2380820 C1 RU2380820 C1 RU 2380820C1 RU 2008118738/09 A RU2008118738/09 A RU 2008118738/09A RU 2008118738 A RU2008118738 A RU 2008118738A RU 2380820 C1 RU2380820 C1 RU 2380820C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
voltage
difference
sources
source
phase
Prior art date
Application number
RU2008118738/09A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2008118738A (en
Inventor
Николай Иванович Бородин (RU)
Николай Иванович Бородин
Сергей Александрович Харитонов (RU)
Сергей Александрович Харитонов
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Новосибирский государственный технический университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Новосибирский государственный технический университет" filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Новосибирский государственный технический университет"
Priority to RU2008118738/09A priority Critical patent/RU2380820C1/en
Publication of RU2008118738A publication Critical patent/RU2008118738A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2380820C1 publication Critical patent/RU2380820C1/en

Links

Landscapes

  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

FIELD: electrical engineering.
SUBSTANCE: in control method, measured instantaneous voltage and current values of each source are transformed from three-phase abc-system of coordinates into two-phase dq-system of coordinates that rotates with constant frequency Ω. As reference signals, reference signals are used accordingly for d- and q-components of source output voltage. As current parametres, accordingly d- and q- components of source current are used. The first comparison signal is formed by integration of reference signal difference for d-component of source voltage and summary signal, which corresponds to difference of d-components in source currents. The second comparison signal is formed by integration of reference signal difference for q-component of source voltage and summary signal, which corresponds to difference of q-components in source currents. Specified differential voltages are formed, accordingly, as difference of d- or q-components of currents in just two sources. Each difference in formation of according summary signals is used just once. Formation of three-phase control voltage of source is carried out by reverse transformation of d- and q-components of comparison result from two-phase dq-system of coordinates into three-phase abc-system of coordinates.
EFFECT: improved stability of amplitude and voltage phase at common load and increased evenness of load current components distribution among sources in static mode.
1 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при построении систем генерирования электрической энергии или систем гарантированного электропитания, в которых для достижения надежности электропитания и повышения выходной мощности статические стабилизированные источники электрической энергии включаются параллельно на общую нагрузку. Первичными источниками с нестабильными параметрами входной энергии в таких системах может служить сеть промышленной частоты или синхронный генератор с переменной скоростью вращения вала или аккумуляторная батарея. Функция стабилизации параметров переменного выходного напряжения возлагается на статический преобразователь частоты (непосредственный преобразователь частоты), преобразующий напряжение одной, как правило, нестабильной частоты, в напряжение другой, стабильной частоты, или на статические преобразователи, реализующие формирование переменного напряжение одной частоты из переменного напряжения другой частоты через звено постоянного тока (выпрямитель-инвертор), или на инвертор при первичном источнике постоянного напряжения. Требуемый гармонический состав выходного напряжения достигается включением на выходе источника низкочастотного фильтра.The invention relates to the field of electrical engineering and can be used in the construction of electrical energy generation systems or guaranteed power supply systems, in which to achieve reliable power supply and increase the output power, static stabilized sources of electrical energy are connected in parallel to the total load. The primary sources with unstable input energy parameters in such systems can be an industrial frequency network or a synchronous generator with a variable shaft speed or a battery. The function of stabilizing the parameters of the alternating output voltage is assigned to a static frequency converter (direct frequency converter), which converts the voltage of one usually unstable frequency into the voltage of another, stable frequency, or to static converters that realize the formation of an alternating voltage of one frequency from an alternating voltage of another frequency through the DC link (rectifier-inverter), or to the inverter with the primary source of constant voltage. The required harmonic composition of the output voltage is achieved by turning on the low-pass filter source at the output.

Известен способ управления статическими стабилизированными источниками напряжения постоянного или переменного тока, работающими параллельно на общую нагрузку [SU А.С. 1310974, Н02М 7/48. Способ управления статическими преобразователями частоты, работающими параллельно на общую нагрузку // Е.А.Подъяков, Н.И.Бородин, В.В.Иванцов, С.А.Харитонов, Ю.Е.Семенов, - опубл. 15.05.87, бюл. № 18], заключающийся в том, что формируют сигнал задания выходного напряжения преобразователей, измеряют напряжение на общей нагрузке и формируют сигнал отрицательной обратной связи по напряжению вычитанием сигнала, пропорционального напряжению на общей нагрузке, из сигнала задания напряжения, измеряют выходной ток каждого преобразователя, формируют эталонный сигнал тока нагрузки параллельно работающих преобразователей суммированием сигналов, пропорциональных токам преобразователей, формируют сигнал задания доли тока каждого преобразователя в токе нагрузке пропорционально эталонному сигналу тока нагрузки, с коэффициентом пропорциональности, равным отношению номинального тока данного преобразователя к номинальному току нагрузки, формируют сигнал отрицательной обратной связи по току путем вычитания сигнала, пропорционального току данного преобразователя, из сигнала задания доли тока данного преобразователя, и формируют сигнал управления каждым преобразователем суммированием сигналов отрицательной обратной связи по току, напряжению и сигнала задания доли тока.A known method of controlling static stabilized voltage sources of direct or alternating current, operating in parallel to the total load [SU AS 1310974, H02M 7/48. A method for controlling static frequency converters operating in parallel for a common load // E.A. Podyakov, N.I. Borodin, V.V. Ivantsov, S.A. Kharitonov, Yu.E. Semenov, - publ. 05/15/87, bull. No. 18], which consists in generating a signal for setting the output voltage of the converters, measuring the voltage at the total load and generating a negative voltage feedback signal by subtracting the signal proportional to the voltage at the total load from the voltage setting signal, measuring the output current of each converter, forming the reference signal of the load current of the parallel-running converters by summing the signals proportional to the currents of the converters form a signal for setting the current fraction of each pre in the load current is proportional to the reference signal of the load current, with a proportionality coefficient equal to the ratio of the rated current of this converter to the rated load current, a negative current feedback signal is generated by subtracting the signal proportional to the current of this converter from the signal for setting the current fraction of this converter, and form a control signal for each converter by summing the negative feedback signals for current, voltage and a signal for setting a fraction of t ka.

Данный способ управления реализует пропорциональное управление, как по мгновенным значениям токов, так и по мгновенному значению выходного напряжения в каждом из параллельно работающих источников, и поэтому он обладает статическими ошибками при стабилизации общего напряжения и распределении тока нагрузки между источниками при изменении величины нагрузки.This control method implements proportional control, both by the instantaneous values of currents and by the instantaneous value of the output voltage in each of the parallel sources, and therefore it has static errors in stabilizing the total voltage and the distribution of the load current between the sources when the load changes.

Кроме того, известен способ управления статическими стабилизированными источниками напряжения переменного тока, работающими параллельно на общую нагрузку [SU А.С. 966841, Н02Р 13/16. Способ управления статическими преобразователями частоты, работающими параллельно на общую нагрузку / Н.И.Бородин, С.А.Харитонов, - опубл. 15.10.82, бюл. № 38], который является прототипом предлагаемого изобретения и заключается в том, что для каждого источника измеряют мгновенные значения выходного напряжения и тока, формируют первый эталонный сигнал - эталонный сигнал амплитуды, формируют второй эталонный сигнал - эталонный сигнал фазы, формируют сигналы, пропорциональные первому - амплитуде и второму - фазе стабилизируемым параметрам выходного напряжения, измеряют активные и реактивные составляющие токов преобразователя и нагрузки, для каждой составляющей формируют первое и второе разностные напряжения, пропорциональные соответственно разности активных и реактивных составляющих токов нагрузки и источника, первое разностное напряжение активных составляющих суммируют с сигналом, пропорциональным первому стабилизируемому параметру выходного напряжения - амплитуде напряжения преобразователя, формирование первого сигнала сравнения - сигнала сравнения амплитуды проводят путем сравнения первого эталонного сигнала - эталонного сигнала амплитуды и суммарного сигнала, соответствующего активным составляющим, пропорционально результату сравнения формируют амплитуду управляющего напряжения, второе разностное напряжение - разностное напряжения реактивных составляющих суммируют с сигналом, пропорциональным фазе напряжения преобразователя, второй эталонный сигнал - эталонный сигнал фазы сравнивают со вторым суммарным сигналом, соответствующим реактивным составляющим, пропорционально результату сравнения формируют фазу управляющего напряжения, измеряют мгновенное значение тока нагрузки и формируют сигнал коррекции, равный разности токов нагрузки и источника, формируют управляющий сигнал путем суммирования управляющего напряжения и сигнал коррекции.In addition, a known method of controlling static stabilized AC voltage sources operating in parallel to a common load [SU A.S. 966841, H02P 13/16. A method for controlling static frequency converters operating in parallel for a common load / N.I. Borodin, S.A. Kharitonov, - publ. 10/15/82, bull. No. 38], which is the prototype of the present invention and consists in the fact that for each source measure the instantaneous values of the output voltage and current, form the first reference signal - the reference amplitude signal, form the second reference signal - the reference phase signal, generate signals proportional to the first - the amplitude and the second phase stabilized parameters of the output voltage, measure the active and reactive components of the converter currents and loads, for each component form the first and second differential voltages proportional respectively to the difference between the active and reactive components of the load currents and the source, the first differential voltage of the active components is summed with a signal proportional to the first stabilized output voltage parameter - the voltage amplitude of the converter, the formation of the first comparison signal - amplitude comparison signal is carried out by comparing the first reference signal - the amplitude reference signal and the total signal corresponding to the active components, proportions the control voltage amplitude is formed ionically, the second differential voltage — the differential voltage of the reactive components — is summed with a signal proportional to the converter voltage phase, the second reference signal — the phase reference signal — is compared with the second total signal corresponding to the reactive components, and the control voltage phase is proportional to the comparison result, measure the instantaneous value of the load current and form a correction signal equal to the difference of the load currents and and the source, the control signal is formed by summing the control voltage and the correction signal.

Данный способ управления реализует также пропорциональное управление, как по мгновенным значениям токов, так и по мгновенному значению выходного напряжения в каждом из параллельно работающих источников, и поэтому он обладает статическими ошибками при стабилизации общего напряжения и распределении тока нагрузки между источниками при изменении величины нагрузки.This control method also implements proportional control, both by the instantaneous values of currents and by the instantaneous value of the output voltage in each of the parallel sources, and therefore it has static errors in stabilizing the total voltage and the distribution of the load current between the sources when the load changes.

В этом способе управления, как и в предыдущем, при формировании разностных напряжений для активных и реактивных составляющих мощности преобразователя и нагрузки в каждом i-м источнике применяется разность активных и реактивных составляющих тока преобразователя и тока нагрузки, приведенного к току преобразователя, т.е. деленного на число преобразователей:In this control method, as in the previous one, in the formation of differential voltages for the active and reactive components of the converter power and the load, the difference between the active and reactive components of the converter current and the load current reduced to the converter current is used in each i-th source, i.e. divided by the number of converters:

Figure 00000001
Figure 00000001

Из выражения (1) видно, что разности составляющих токов могут иметь противоположные знаки и за счет этого могут скомпенсировать друг друга. Поэтому эффективность регулирования по параметрам токов снижается, и равномерность загрузки источников составляющими тока нагрузки ухудшается.From the expression (1) it is seen that the differences of the component currents can have opposite signs and due to this they can compensate each other. Therefore, the efficiency of regulation with respect to the current parameters decreases, and the uniformity of the loading of sources by the components of the load current deteriorates.

Задача изобретения - повышение стабильности амплитуды и фазы напряжения на общей нагрузке и повышение равномерности распределения составляющих тока нагрузки между источниками в статическом режиме.The objective of the invention is to increase the stability of the amplitude and phase of the voltage at the total load and increase the uniformity of the distribution of the components of the load current between the sources in static mode.

Это достигается тем, что в известном способе управления статическими стабилизированными источниками переменного напряжения, работающими параллельно на общую нагрузку, заключающемся в том, что для каждого источника измеряют мгновенные значения выходного напряжения и тока, формируют первый и второй эталонные сигналы для соответственно первого и второго стабилизируемых параметров выходного напряжения, формируют сигналы, пропорциональные первому и второму стабилизируемым параметрам выходного напряжения, формируют сигналы, пропорциональные первому и второму параметрам токов источников, для каждого источника формируют первое и второе разностные напряжения, первое разностное напряжение суммируют с сигналом, пропорциональным первому стабилизируемому параметру выходного напряжения, второе разностное напряжение суммируют с сигналом, пропорциональным второму стабилизируемому параметру выходного напряжения, формируют первый и второй сигналы сравнения, по результату сравнения формируют амплитуду и фазу управляющего напряжения, отличающемся тем, что измеренные мгновенные значения напряжения и тока каждого источника преобразуют из трехфазной abc-системы координат во вращающуюся с постоянной частотой Ω, двухфазную dq-систему координат, в качестве первого и второго эталонных сигналов используют соответственно эталонные сигналы для d- и q-составляющих выходного напряжения источника, в качестве первого и второго параметров токов используют соответственно d- и q-составляющие тока источника, первый сигнал сравнения формируют путем интегрирования разности эталонного сигнала для d-составляющей напряжения источника и суммарного сигнала, соответствующего разности d-составляющих токов источников, второй сигнал сравнения формируют путем интегрирования разности эталонного сигнала для q-составляющей напряжения источника и суммарного сигнала, соответствующего разности q-составляющих токов источников, указанные первое и второе разностные напряжения формируют соответственно как разность d- или q-составляющих токов только двух источников, а именно разность составляющих токов данного и другого источников или разность составляющих токов других источников, причем каждая разность при формировании соответствующих суммарных сигналов используется только один раз, а указанное формирование трехфазного управляющего напряжения источника выполняют обратным преобразованием d- и q-составляющих результата сравнения из двухфазной dq-системы координат в трехфазную abc-систему координат.This is achieved by the fact that in the known method of controlling static stabilized AC voltage sources operating in parallel for a common load, namely, for each source, instantaneous values of the output voltage and current are measured, the first and second reference signals are generated for the first and second stabilized parameters, respectively output voltage, generate signals proportional to the first and second stabilized parameters of the output voltage, generate signals proportional to which are initial to the first and second parameters of the source currents, the first and second differential voltages are generated for each source, the first differential voltage is summed with a signal proportional to the first stabilized output voltage parameter, the second difference voltage is summed with a signal proportional to the second stabilized output voltage parameter, the first and second comparison signals, according to the result of the comparison, form the amplitude and phase of the control voltage, characterized in that the measured instant The voltage and current values of each source are converted from a three-phase abc coordinate system to a two-phase dq coordinate system rotating with a constant frequency Ω, and the first and second reference signals are respectively used reference signals for the d- and q-components of the source output voltage, in As the first and second current parameters, the d- and q-components of the source current are used respectively, the first comparison signal is formed by integrating the difference of the reference signal for the d-component of the voltage and point and the total signal corresponding to the difference of the d-component currents of the sources, the second comparison signal is formed by integrating the difference of the reference signal for the q-component of the source voltage and the total signal corresponding to the difference of the q-components of the source currents, the first and second difference voltages are formed respectively as the difference d- or q-component currents of only two sources, namely the difference of the component currents of this and other sources or the difference of the component currents of other sources accuracy, and each difference in the formation of the corresponding total signals is used only once, and the indicated formation of the three-phase control voltage of the source is performed by the inverse transformation of the d- and q-components of the comparison result from the two-phase dq-coordinate system to the three-phase abc-coordinate system.

На чертеже представлена одна из возможных структурных схем, реализующая предлагаемый способ управления параллельно работающими источниками. Данная структурная схема реализует параллельную работу N трехфазных статических стабилизированных источников переменного напряжения ИСТ1…ИСТN (блоки 1…3), работающих на общую нагрузку Н (блок 4). Каждый источник включает в себя источник первого эталонного сигнала - для d-составляющей выходного напряжения

Figure 00000002
(блок 5) и источник второго эталонного сигнала для q-составляющей выходного напряжения
Figure 00000003
(блок 6), которые соединены с первыми входами сумматоров (блоки 7 и 8). Вторые входы сумматоров (блоки 7 и 8) соединены с выходами пропорциональных звеньев для d- и q-составляющих выходного напряжения
Figure 00000004
и
Figure 00000005
(блоки 9, 10). Третьи входы сумматоров (блоки 7 и 8) соединены с выходами пропорциональных звеньев разностей d- и q-составляющих токов источников
Figure 00000006
и
Figure 00000007
(блоки 11, 12). Выходы сумматоров (блоки 7 и 8) соединены с входами интеграторов
Figure 00000008
и
Figure 00000009
(блоки 13, 14). Выходы интеграторов соединены с входами обратных преобразователей координат ПК-1 (блок 15), выходы которых соединены с входами систем импульсно-фазового управления СИФУi (блок 16). Выходы систем импульсно-фазового управления соединены с силовыми схемами статических преобразователей частоты ПЧ (блок 17). На силовые схемы преобразователей так же поступают напряжения источников нестабильного напряжения Uc (блок 18). Выходы силовых схем через низкочастотные фильтры Фi (блок 19), датчики мгновенного значения фазного тока ДТа, ДТв, ДТс (блоки 20…22) соединены с общей нагрузкой Н (блок 4) и входами прямых преобразователей координат выходного напряжения ПК (блок 23). Выходы прямых преобразователей координат выходного напряжения ПК (блок 23) соединены с входами пропорциональных звеньев
Figure 00000004
, и
Figure 00000005
(блоки 9, 10). Выходы датчиков мгновенных значений фазных токов ДТа, ДТв, ДТс (блоки 20…22) соединены с входами прямых преобразователей координат выходных токов ПК (блок 24), выходы которых соединены с входами схем вычитания (блоки 25…30). Выходы схем вычитания (блоки 25…30) соединены с входами соответствующих пропорциональных звеньев
Figure 00000006
и
Figure 00000007
(блоки 11, 12).The drawing shows one of the possible structural schemes that implements the proposed method for controlling parallel sources. This block diagram implements the parallel operation of N three-phase static stabilized AC voltage sources IST 1 ... IST N (blocks 1 ... 3) operating at a total load N (block 4). Each source includes a source of the first reference signal - for the d-component of the output voltage
Figure 00000002
(block 5) and the source of the second reference signal for the q-component of the output voltage
Figure 00000003
(block 6), which are connected to the first inputs of the adders (blocks 7 and 8). The second inputs of the adders (blocks 7 and 8) are connected to the outputs of the proportional links for the d- and q-components of the output voltage
Figure 00000004
and
Figure 00000005
(blocks 9, 10). The third inputs of the adders (blocks 7 and 8) are connected to the outputs of the proportional links of the differences of the d- and q-component currents of the sources
Figure 00000006
and
Figure 00000007
(blocks 11, 12). The outputs of the adders (blocks 7 and 8) are connected to the inputs of the integrators
Figure 00000008
and
Figure 00000009
(blocks 13, 14). The outputs of the integrators are connected to the inputs of the inverse coordinate transformers PC -1 (block 15), the outputs of which are connected to the inputs of the pulse-phase control systems SIFU i (block 16). The outputs of the pulse-phase control systems are connected to the power circuits of the inverter static frequency converters (block 17). The voltage circuits of the converters also receive the voltage of the unstable voltage sources Uc (block 18). The outputs of the power circuits through low-pass filters Ф i (block 19), sensors of the instantaneous phase current value ДТа, ДТв, ДТс (blocks 20 ... 22) are connected to the common load N (block 4) and the inputs of the direct coordinate converters of the output voltage PC (block 23) . The outputs of the direct transducers of coordinates of the output voltage of the PC (block 23) are connected to the inputs of the proportional links
Figure 00000004
, and
Figure 00000005
(blocks 9, 10). The outputs of the sensors of instantaneous values of the phase currents DTa, DTv, DTs (blocks 20 ... 22) are connected to the inputs of the direct coordinate converters of the output currents of the PC (block 24), the outputs of which are connected to the inputs of the subtraction circuits (blocks 25 ... 30). The outputs of the subtraction circuits (blocks 25 ... 30) are connected to the inputs of the corresponding proportional links
Figure 00000006
and
Figure 00000007
(blocks 11, 12).

Нагрузка Н (блок 4) может представлять собой резистор или последовательное или параллельное включение резистора и дросселя. Источники эталонных сигналов - для d-составляющей выходного напряжения (блок 5) и для q-составляющей выходного напряжения (блок 6), например, параметрические стабилизаторы (см. Источники электропитания радиоэлектронной аппаратуры: Справочник / Под ред. Г.С.Найвельта. - М.: Радио и связь, 1986). Сумматоры (блоки 7 и 8), пропорциональные звенья (блоки 9, 10 и 11, 12), интеграторы (блоки 13, 14) представляют собой типовые элементарные звенья, известные из теории автоматического регулирования (см. Теория автоматического управления. Ч1. Теория линейных систем автоматического управления. Под ред. А.А.Воронова. Учеб. пособие для вузов. - М.: Высш. школа, 1977). Обратный преобразователь координат ПК-1 (блок 15) реализует известное из электромеханики и теории автоматизированного электропривода преобразование двух dq-координат системы координат, вращающейся с постоянной частотой Ω, в трехфазную, симметричную с постоянной частотой Ω abc систему координат (Важнов А.И. Переходные процессы в машинах переменного тока. - Л.: Энергия, Ленингр. отд-ние, 1980) и представляет собой умножитель аналоговых сигналов (Тимонеев В.Н., Величко Л.М., Ткаченко В.А. Аналоговые перемножители сигналов в радиоэлектронной аппаратуре. - М.: Радио и связь, - 1982. - 112 с.). СИФУi (блок 16) - стандартная система импульсно-фазового управления, реализующая вертикальный принцип управления (см. B.C.Руденко, В.И.Сенько, И.М.Чиженко. Основы преобразовательной техники. - М.: Высш. школа, 1980). Силовая схема статического источника переменного напряжения ПЧ (блок 17) может представлять собой непосредственный преобразователь частоты или последовательное включение выпрямителя и инвертора или инвертор (см. B.C.Руденко, В.И.Сенько, И.М.Чиженко. Основы преобразовательной техники. - М.: Высш. школа, 1980). Источник нестабильного напряжения Uc (блок 18) - промышленная сеть или синхронный генератор с переменной скоростью вращения ротора или аккумуляторная батарея. Силовой фильтр Ф (блок 19) - это, например, однозвенный LC-фильтр в каждой выходной фазе или С-фильтр в каждой выходной фазе. Датчики мгновенного значения фазного тока (блоки 20…22) - это, например, трансформаторы тока. Прямые преобразователи координат ПК (блоки 23, 24) реализуют известное из электромеханики и теории автоматизированного электропривода преобразование трехфазных величин (токов и напряжений) из трехфазной abc-системы координат во вращающуюся с постоянной частотой Ω d- и q-составляющие системы dq-координат (Важнов А.И. Переходные процессы в машинах переменного тока. - Л.: Энергия, Ленингр. отд-ние, 1980) и представляют собой умножители аналоговых сигналов (Тимонеев В.Н., Величко Л.М., Ткаченко В.А. Аналоговые перемножители сигналов в радиоэлектронной аппаратуре. - М.: Радио и связь. - 1982. - 112 с.). Схемы вычитания (блоки 25…30) представляют собой типовые элементарные звенья, известные из теории автоматического регулирования (см. Теория автоматического управления. Ч1. Теория линейных систем автоматического управления. Под ред. А.А.Воронова. Учеб. пособие для вузов. - М.: Высш. школа, 1977).The load H (block 4) may be a resistor or series or parallel connection of a resistor and inductor. Sources of reference signals - for the d-component of the output voltage (block 5) and for the q-component of the output voltage (block 6), for example, parametric stabilizers (see Sources of power supply of electronic equipment: Reference / Edited by G.S. Naivelt. - M .: Radio and communication, 1986). Adders (blocks 7 and 8), proportional links (blocks 9, 10 and 11, 12), integrators (blocks 13, 14) are typical elementary links known from the theory of automatic control (see. Theory of automatic control. Part 1. Linear theory automatic control systems, Edited by A.A. Voronov, Textbook for Universities, Moscow: Higher School, 1977). The inverse coordinate converter PC -1 (block 15) implements the transformation of two dq-coordinates of a coordinate system rotating with a constant frequency Ω into a three-phase symmetric system with a constant frequency Ω abc, known from electromechanics and the theory of an automated electric drive (Vazhnov A.I. Transient processes in AC machines. - L.: Energy, Leningrad. Department, 1980) and is a multiplier of analog signals (Timoneev V.N., Velichko L.M., Tkachenko V.A. Analog signal multipliers in a radio electronic device re. - M.: Radio and Communications, - 1982. - 112 p.). SIFU i (block 16) is a standard pulse-phase control system that implements the vertical control principle (see BCRudenko, V.I.Senko, I.M. Chizhenko. Fundamentals of converting technology. - M.: Higher school, 1980). The power circuit of a static frequency source of an alternating voltage of an inverter (block 17) can be a direct frequency converter or a series connection of a rectifier and an inverter or an inverter (see BC Rudenko, V. I. Senko, I. M. Chizhenko. Fundamentals of converter technology. High School, 1980). The unstable voltage source Uc (block 18) is an industrial network or a synchronous generator with a variable rotor speed or a battery. The power filter F (block 19) is, for example, a single-link LC filter in each output phase or a C filter in each output phase. The instantaneous phase current sensors (blocks 20 ... 22) are, for example, current transformers. Direct PC coordinate converters (blocks 23, 24) implement the conversion of three-phase quantities (currents and voltages) from the three-phase abc-coordinate system to the d- and q-components of the dq-coordinate system rotating at a constant frequency (known from electromechanics and the theory of an automated electric drive) (Vazhnov A.I. Transients in alternating current machines. - L .: Energy, Leningrad., 1980) and are multipliers of analog signals (Timoneev V.N., Velichko L.M., Tkachenko V.A. multipliers of signals in electronic ap Parature. - M.: Radio and Communications. - 1982. - 112 p.). Subtraction schemes (blocks 25 ... 30) are typical elementary units known from the theory of automatic control (see. Theory of automatic control. Part 1. Theory of linear systems of automatic control. Edited by A.A. Voronov. Textbook for universities. - M .: Higher school, 1977).

Работа схемы осуществляется следующим образом. Формируются (блоки 5 и 6) первый (

Figure 00000010
) и второй (
Figure 00000011
) эталонные сигналы, представляющие собой постоянные напряжения, для первого (d-составляющая) и второго (q-составляющая) стабилизируемых параметров выходного напряжения, которые поступают на первые входы соответствующих сумматоров (блоки 7 и 8) с положительным знаком. Преобразователи координат ПК (блоки 24 и 23) преобразуют трехфазные системы измеренных синусоидальных величин, соответственно выходных напряжений и токов (блоки 20…22) источников, во вращающуюся с постоянной частотой Ω систему двух d- и q-координат соответственно напряжений (
Figure 00000012
- первый параметр стабилизируемого напряжения, и
Figure 00000013
- второй параметр стабилизируемого напряжения) и токов (
Figure 00000014
- первый параметр токов,
Figure 00000015
- второй параметр токов), которые представляют собой сигналы постоянного тока. D- и q-составляющие выходного напряжения поступают через пропорциональные звенья (блоки 9 и 10) на вторые входы сумматоров (блоки 7 и 8) с отрицательным знаком. D- и q-составляющие токов источников поступают на входы схем вычитания своих источников с положительным знаком и на входы схем вычитания других источников с отрицательным знаком (блоки 25…30). Схемы вычитания (блоки 25…30) формируют первое (разность d-составляющих токов -
Figure 00000016
) и второе (разность q-составляющих токов -
Figure 00000017
) разностные напряжения, которые через пропорциональные звенья (блоки 11 и 12) поступают на третьи входы сумматоров (блоки 7 и 8) с отрицательным знаком. Сумматоры (блоки 7 и 8) формируют разность соответствующих эталонных сигналов и соответствующих суммарных сигналов. Так как все сигналы, поступающие на сумматоры - напряжения постоянного тока, то и формируемые сумматорами напряжения так же являются напряжениями постоянного тока. Эти напряжения поступают на интеграторы (блоки 13 и 14), которые формируют первый (блок 13) и второй (блок 14) сигналы сравнения путем интегрирования разности соответствующих эталонных и суммарных сигналов. Выходные напряжения интеграторов поступают на обратный преобразователь координат ПК-1 (блок 15), который формирует трехфазную систему управляющих напряжений, амплитуда и фаза которых определяется входными сигналами ПК-1 (блок 15), то есть результатами интегрирования. В системе импульсно-фазового регулирования (блок 16) управляющие напряжения преобразуются в последовательность модулированных импульсов, обеспечивающих коммутацию силовых ключей схем статического источника переменного напряжения ПЧ (блок 17), преобразующего энергию источника нестабильного напряжения Uc (блок 18) в переменное напряжение стабильной частоты Ω с параметрами, определяемыми управляющим напряжением СИФУi (блок 16). Силовой фильтр Ф (блок 19) в значительной мере исключает высокочастотные составляющие спектра выходного напряжения и тока источника, обеспечивая их синусоидальность.The operation of the circuit is as follows. Formed (blocks 5 and 6) the first (
Figure 00000010
) and the second (
Figure 00000011
) reference signals, which are constant voltages, for the first (d-component) and second (q-component) stabilized parameters of the output voltage, which are supplied to the first inputs of the respective adders (blocks 7 and 8) with a positive sign. PC coordinate converters (blocks 24 and 23) transform three-phase systems of measured sinusoidal values, respectively output voltages and currents (blocks 20 ... 22) of sources, into a system of two d- and q-coordinates, respectively, of voltages rotating at a constant frequency Ω (
Figure 00000012
- the first parameter of the stabilized voltage, and
Figure 00000013
is the second parameter of the stabilized voltage) and currents (
Figure 00000014
is the first parameter of the currents,
Figure 00000015
is the second parameter of currents), which are DC signals. D- and q-components of the output voltage are supplied through the proportional links (blocks 9 and 10) to the second inputs of the adders (blocks 7 and 8) with a negative sign. The D- and q-components of the source currents go to the inputs of the subtraction schemes of their sources with a positive sign and to the inputs of the subtraction schemes of other sources with a negative sign (blocks 25 ... 30). Subtraction schemes (blocks 25 ... 30) form the first (the difference of the d-component currents -
Figure 00000016
) and the second (the difference of q-component currents is
Figure 00000017
) differential voltages, which are transmitted through the proportional links (blocks 11 and 12) to the third inputs of the adders (blocks 7 and 8) with a negative sign. Adders (blocks 7 and 8) form the difference between the corresponding reference signals and the corresponding total signals. Since all the signals entering the adders are DC voltages, the voltages generated by the adders are also DC voltages. These voltages are supplied to integrators (blocks 13 and 14), which form the first (block 13) and second (block 14) comparison signals by integrating the difference of the corresponding reference and total signals. The output voltages of the integrators are fed to the inverse coordinate converter PC -1 (block 15), which forms a three-phase system of control voltages, the amplitude and phase of which is determined by the input signals PC -1 (block 15), that is, the results of integration. In the pulse-phase control system (block 16), the control voltages are converted into a sequence of modulated pulses that provide switching of the power keys of the circuits of a static source of an alternating voltage of the inverter (block 17), which converts the energy of an unstable voltage source Uc (block 18) into an alternating voltage of a stable frequency Ω s parameters determined by the control voltage SIFU i (block 16). The power filter F (block 19) largely eliminates the high-frequency components of the spectrum of the output voltage and current of the source, ensuring their sinusoidality.

Таким образом, стабилизация параметров напряжения на общей нагрузке и распределение тока нагрузки между источниками осуществляется за счет регулирования амплитуд и фаз управляющих напряжений источников в функции измеряемых параметров общего напряжения и разностей параметров токов источников.Thus, the stabilization of the voltage parameters at the total load and the distribution of the load current between the sources is carried out by regulating the amplitudes and phases of the control voltage of the sources as a function of the measured parameters of the total voltage and the differences in the parameters of the source currents.

Статический режим при параллельной работе N источников описывается следующей системой уравнений, представляющей собой равенства нулю суммы входных токов всех интеграторов:The static mode during the parallel operation of N sources is described by the following system of equations, which is equal to zero the sum of the input currents of all integrators:

Figure 00000018
Figure 00000018

где

Figure 00000019
,
Figure 00000020
- приведенные относительные эталонные сигналы соответствующих параметров выходного напряжения;Where
Figure 00000019
,
Figure 00000020
- given relative reference signals of the corresponding parameters of the output voltage;

Figure 00000021
,
Figure 00000022
- относительные значения стабилизируемых параметров выходного напряжения;
Figure 00000021
,
Figure 00000022
- relative values of stabilized output voltage parameters;

Figure 00000023
Figure 00000024
,
Figure 00000025
- относительные составляющие токов источников;
Figure 00000023
Figure 00000024
,
Figure 00000025
- relative components of currents of sources;

Figure 00000026
,
Figure 00000027
- приведенные коэффициенты, характеризующие долю сигналов, распределяющих токи источников, в результирующем управляющем сигнале по отношению к сигналам, стабилизирующих параметры напряжения на нагрузке;
Figure 00000026
,
Figure 00000027
- given coefficients characterizing the proportion of signals distributing the currents of the sources in the resulting control signal with respect to the signals stabilizing the voltage parameters at the load;

Figure 00000028
,
Figure 00000029
,
Figure 00000030
- номинальные действующие значения напряжения и тока нагрузки и модуль номинального значения сопротивления нагрузки;
Figure 00000028
,
Figure 00000029
,
Figure 00000030
- nominal effective values of voltage and load current and module of the nominal value of the load resistance;

Figure 00000031
,
Figure 00000032
- в общем случае нелинейные функции от составляющих токов источников, определяющие распределение тока нагрузки между ними;
Figure 00000031
,
Figure 00000032
- in the general case, non-linear functions of the component currents of the sources, determining the distribution of the load current between them;

N - число источников, работающих параллельно;N is the number of sources working in parallel;

i=1, 2, …, N - порядковый номер источника.i = 1, 2, ..., N is the serial number of the source.

Предложенное в способе формирование разностей составляющих токов источников как формирование разностей составляющих токов только двух разных источников приводит к выполнению условий:The formation of differences of the component currents of the sources proposed in the method as the formation of differences of the component currents of only two different sources leads to the fulfillment of the conditions:

Figure 00000033
;
Figure 00000034
Figure 00000033
;
Figure 00000034

Тогда суммируя все уравнения для d- или q-составляющих в выражении (2), получим:Then summing up all the equations for the d- or q-components in expression (2), we obtain:

Figure 00000035
Figure 00000036
Figure 00000035
Figure 00000036

При одинаковых значениях номинальной мощности источников и соответственно одинаковых коэффициентах пропорциональности

Figure 00000037
и
Figure 00000038
выражения (4) преобразуются к виду:With the same values of the rated power of the sources and, accordingly, the same proportionality coefficients
Figure 00000037
and
Figure 00000038
expressions (4) are converted to the form:

Figure 00000039
Figure 00000040
Figure 00000039
Figure 00000040

Последние выражения (5) показывают, что в режиме параллельной работы источников происходит усреднение эталонных сигналов стабилизируемых параметров общего напряжения.The last expressions (5) show that in the parallel operation of the sources, the reference signals of the stabilized parameters of the common voltage are averaged.

Повышение стабильности параметров напряжения на общей нагрузке в статическом режиме происходит за счет интегрирования алгебраической суммы постоянных напряжений и использования предложенных комбинаций разностей параметров токов. В этом случае параметры напряжения на общей нагрузке определяются усредненными значениями эталонных сигналов, за счет чего может повышаться стабильность параметров напряжения на общей нагрузке при компенсации разбросов эталонных сигналов разных знаков, и не зависят от величины нагрузки.Increasing the stability of voltage parameters at a common load in a static mode occurs by integrating the algebraic sum of constant voltages and using the proposed combinations of differences in current parameters. In this case, the voltage parameters at the total load are determined by the averaged values of the reference signals, due to which the stability of the voltage parameters at the total load can be improved while compensating for the spread of the reference signals of different signs, and do not depend on the magnitude of the load.

Так как d- и q-составляющие напряжения на общей нагрузке связаны через линейное преобразование с фазными мгновенными значениями напряжения на общей нагрузке, то стабильность амплитуды и фазы напряжения на общей нагрузке также повышается по сравнению с прототипом.Since the d- and q-components of the voltage at the total load are connected through linear conversion with phase instantaneous values of the voltage at the total load, the stability of the amplitude and phase of the voltage at the total load is also increased in comparison with the prototype.

Сравним равномерность загрузки источников составляющими тока нагрузки в предложенном способе и способе-прототипе. Критерием равномерности загрузки примем минимум суммы квадратов разностей составляющих токов всех параллельно работающих источников:Compare the uniformity of the load sources of the load current components in the proposed method and the prototype method. As a criterion for the uniformity of the load, we take the minimum of the sum of the squares of the differences of the component currents of all parallel sources:

Figure 00000041
Figure 00000042
Figure 00000041
Figure 00000042

В качестве функций от составляющих токов источников примем линейную комбинацию разностей составляющих токов всех источников, каждую со своим коэффициентом.As functions of the component currents of the sources, we take a linear combination of the differences of the component currents of all sources, each with its own coefficient.

Figure 00000043
Figure 00000043

Тогда уравнения (2) превращаются в системы линейных уравнений относительно токов источников:Then equations (2) turn into systems of linear equations with respect to source currents:

Figure 00000044
;
Figure 00000045
Figure 00000044
;
Figure 00000045

где

Figure 00000046
- вектор-столбец d-составляющих токов источников;Where
Figure 00000046
- a column vector of d-component currents of sources;

Figure 00000047
- вектор-столбец q-составляющих токов источников;
Figure 00000047
- a column vector of q-component currents of sources;

Figure 00000048
;
Figure 00000049
; - квадратные матрицы размера N×N, элементами которых являются коэффициенты пропорциональности составляющих токов источников, наличие и значения которых влияют на точность распределения нагрузки между источниками;
Figure 00000048
;
Figure 00000049
; - N × N square matrices whose elements are the proportionality coefficients of the component currents of the sources, the presence and values of which affect the accuracy of the load distribution between the sources;

Figure 00000050
;
Figure 00000051
- векторы-столбцы правых частей линейных уравнений, каждый элемент которых представляет собой разность соответствующего i-го эталонного сигнала и параметров общего выходного напряжения согласно выражениям (4).
Figure 00000050
;
Figure 00000051
- column vectors of the right parts of linear equations, each element of which is the difference of the corresponding i-th reference signal and the parameters of the total output voltage according to expressions (4).

Использование при формировании токовых функций

Figure 00000052
и
Figure 00000053
разностей составляющих токов и выполнение условий (3) при различных значениях составляющих токов источников приводит к особому виду матриц Fd и Fq, именуемых циркулянтами, в которых каждая последующая строка получается циклическим сдвигом предыдущей строки:Use in the formation of current functions
Figure 00000052
and
Figure 00000053
differences of the component currents and the fulfillment of conditions (3) for different values of the component current of the sources leads to a special form of the matrices F d and F q , called circulants, in which each subsequent row is obtained by cyclic shift of the previous row:

Figure 00000054
;
Figure 00000055
Figure 00000054
;
Figure 00000055

Диагональные элементы полученных матриц имеют положительный знак, максимальное значение абсолютной величины и характеризуют участие в распределении нагрузки собственных токов модулей. Недиагональные элементы матриц имеют отрицательный знак и характеризуют участие в распределении нагрузки токов других модулей.The diagonal elements of the resulting matrices have a positive sign, the maximum value of the absolute value and characterize the participation in the load distribution of the module's own currents. The off-diagonal matrix elements have a negative sign and characterize the participation in the load distribution of the currents of other modules.

Решение системы уравнений (8) с учетом выбранного вида матриц (9) относительно составляющих токов невозможно из-за тождественного равенства нулю их главных определителей. Поэтому в системе уравнений (8) выполним замену переменных и перейдем от значений токов источников к разности составляющих токов источников относительно любого, например, l-го источника. Для этого в левую часть каждого уравнения (8) вычтем и прибавим составляющие l-го тока -

Figure 00000056
или -
Figure 00000057
. Первое слагаемое объединим с составляющей тока собственного источника (диагональный элемент матрицы). Второе слагаемое разобьем на N-1 составляющих с коэффициентами, совпадающими по модулю с недиагональными элементами строки, и объединим их с составляющими токов других модулей. В результате составляющие l-го тока из системы уравнений исключаются (в матрице коэффициентов образуется l-й нулевой столбец), а преобразованное l-е уравнение становится линейно зависимым с другими уравнениями системы и его тоже следует из преобразованной системы уравнений исключить.The solution of the system of equations (8), taking into account the selected type of matrices (9) with respect to the component currents, is impossible because their principal determinants are identically equal to zero. Therefore, in the system of equations (8), we perform a change of variables and move from the values of the source currents to the difference of the component currents of the sources relative to any, for example, l-th source. To do this, subtract and add the components of the l-th current to the left side of each equation (8) -
Figure 00000056
or -
Figure 00000057
. Combine the first term with the current component of the source (diagonal matrix element). We divide the second term into N-1 components with coefficients that coincide modulo with off-diagonal elements of the string, and combine them with the current components of other modules. As a result, the components of the lth current are excluded from the system of equations (the lth zero column is formed in the coefficient matrix), and the transformed lth equation becomes linearly dependent with other equations of the system and should also be excluded from the transformed system of equations.

Преобразованная таким образом исходная система уравнений (8) примет следующий вид:The initial system of equations transformed in this way (8) will take the following form:

Figure 00000058
Figure 00000059
Figure 00000058
Figure 00000059

где

Figure 00000060
,
Figure 00000061
- квадратные матрицы размерности N-1, получаемые из матриц (9) вычеркиванием l-го столбца и l-й строки;Where
Figure 00000060
,
Figure 00000061
- square matrices of dimension N-1, obtained from matrices (9) by deleting the lth column and lth row;

Figure 00000062
,
Figure 00000063
- вектора-столбцы размерности N-1, получаемые из соответствующих аналогичных векторов-столбцов правых частей исходной системы уравнений (3.12) вычеркиванием l-й строки;
Figure 00000062
,
Figure 00000063
- column vectors of dimension N-1, obtained from the corresponding similar column vectors of the right-hand sides of the original system of equations (3.12) by deleting the lth row;

Figure 00000064
- вектор-столбец размерности N-1 разности d-составляющих токов источников для каждого i-го и одного l-го источников;
Figure 00000064
- a column vector of dimension N-1 of the difference of the d-component currents of the sources for each i-th and one l-th sources;

Figure 00000065
- вектор-столбец размерности N-1 разности q-составляющих токов источников для каждого i-го и одного l-го источников;
Figure 00000065
- a column vector of dimension N-1 of the difference of q-component currents of sources for each i-th and one l-th sources;

Figure 00000066
;
Figure 00000067
- разности соответствующих составляющих токов i-го и l-го источников.
Figure 00000066
;
Figure 00000067
- differences of the corresponding current components of the i-th and l-th sources.

Главный определитель систем уравнений (10) уже тождественно не равен нулю, и неизвестные этих систем уравнений разности составляющих токов могут быть найдены. Зная разности составляющих токов между каждым i-м и одним l-м источниками, можно всегда определить разность составляющих между любыми k-м и m-м источниками:The main determinant of the systems of equations (10) is already identically non-zero, and the unknowns of these systems of equations of the difference of the component currents can be found. Knowing the differences of the component currents between each i-th and one l-th sources, you can always determine the difference of components between any k-th and m-th sources:

Figure 00000068
;
Figure 00000069
Figure 00000068
;
Figure 00000069

Затем по выражениям (6) находятся суммы квадратов разностей составляющих токов и определяются значения коэффициентов матриц Fd и Fq по критерию минимума этих сумм.Then, using the expressions (6), the sums of the squared differences of the component currents are found and the values of the matrix coefficients F d and F q are determined by the criterion of the minimum of these sums.

Поясним определение оптимальных коэффициентов матриц

Figure 00000070
и
Figure 00000071
для случая параллельной работы трех преобразователей. Представим эти матрицы в виде:Let us explain the definition of optimal matrix coefficients
Figure 00000070
and
Figure 00000071
for the case of parallel operation of three converters. We represent these matrices in the form:

Figure 00000072
Figure 00000073
Figure 00000072
Figure 00000073

Каждый элемент матриц (11) представлен разностью максимального диагонального элемента и некоторого приращения

Figure 00000074
или
Figure 00000075
. При этом, в соответствие с требованиями (3) и (7), должны выполняться условия равенства нулю сумм коэффициентов каждой строки и каждого столбца матриц:Each matrix element (11) is represented by the difference of the maximum diagonal element and some increment
Figure 00000074
or
Figure 00000075
. Moreover, in accordance with the requirements of (3) and (7), the conditions for equality to zero of the sums of the coefficients of each row and each column of the matrices must be satisfied:

Figure 00000076
Figure 00000076

Тогда, при переходе от значений составляющих токов источников к разностям составляющих токов относительно составляющих тока третьего источника, системы уравнений (10) примут следующий вид:Then, when passing from the values of the component currents of the sources to the differences of the component currents relative to the components of the current of the third source, the system of equations (10) will take the following form:

Figure 00000077
Figure 00000077

Figure 00000078
Figure 00000078

Решив системы уравнений (13) для d- или q-составляющих разностей токов и определив по (11) разности составляющих второго и третьего источников, по выражениям (6) определим:Having solved the system of equations (13) for the d- or q-components of the differences of the currents and determined from (11) the differences of the components of the second and third sources, from the expressions (6) we define:

Figure 00000079
Figure 00000079

Полученные аналитические зависимости сумм квадратов разностей составляющих токов источников содержат в числителе комбинацию эталонных сигналов, значения которых не могут варьироваться, а однозначно задают параметры выходного напряжения при независимой работе и изменяются незначительно, а знаменатель - комбинацию изменений диагональных коэффициентов. Эти параметры могут варьироваться и задают структуру и параметры распределяющих нагрузку токовых функций (2). Для минимума функций (14) их знаменатели должны принимать максимальные значения.The obtained analytical dependences of the sums of squared differences of the component currents of the sources contain in the numerator a combination of reference signals, the values of which cannot vary, and uniquely set the parameters of the output voltage during independent operation and vary slightly, and the denominator - a combination of changes in diagonal coefficients. These parameters can vary and determine the structure and parameters of the load-distributing current functions (2). To minimize the functions (14), their denominators should take maximum values.

Анализ поведения функций знаменателей (14), представляющих собой функции второго порядка нескольких аргументов, показывает, что максимум знаменателя и соответственно минимум функций (14) достигается в крайних диапазонах изменения приращений их аргументов. Поэтому, если принять

Figure 00000080
;
Figure 00000081
и считать
Figure 00000082
;
Figure 00000083
(или
Figure 00000084
;
Figure 00000085
), то согласно выражениям (12), получим
Figure 00000086
;
Figure 00000087
(или
Figure 00000088
;
Figure 00000089
). Тогда матрицы
Figure 00000090
и
Figure 00000091
примут вид:An analysis of the behavior of the denominator functions (14), which are second-order functions of several arguments, shows that the maximum of the denominator and, accordingly, the minimum of functions (14) is achieved in the extreme ranges of variation of the increments of their arguments. Therefore, if we accept
Figure 00000080
;
Figure 00000081
and count
Figure 00000082
;
Figure 00000083
(or
Figure 00000084
;
Figure 00000085
), then according to expressions (12), we obtain
Figure 00000086
;
Figure 00000087
(or
Figure 00000088
;
Figure 00000089
) Then the matrices
Figure 00000090
and
Figure 00000091
will take the form:

Figure 00000092
Figure 00000093
Figure 00000092
Figure 00000093

илиor

Figure 00000094
Figure 00000095
Figure 00000094
Figure 00000095

Если принять

Figure 00000096
;
Figure 00000097
и считать
Figure 00000098
;
Figure 00000099
(или
Figure 00000100
то согласно выражениям (12) получим
Figure 00000101
;
Figure 00000102
(или
Figure 00000103
;
Figure 00000104
). Тогда матрицы
Figure 00000090
и
Figure 00000091
примут вид:If accept
Figure 00000096
;
Figure 00000097
and count
Figure 00000098
;
Figure 00000099
(or
Figure 00000100
then according to expressions (12) we get
Figure 00000101
;
Figure 00000102
(or
Figure 00000103
;
Figure 00000104
) Then the matrices
Figure 00000090
and
Figure 00000091
will take the form:

Figure 00000105
Figure 00000106
Figure 00000105
Figure 00000106

илиor

Figure 00000107
Figure 00000108
Figure 00000107
Figure 00000108

Полученные структуры матриц показывают, что максимальной равномерностью загрузки источников при параллельной работе обладают структуры, использующие разность d- или q-составляющих токов только двух источников, а именно разность составляющих токов данного и другого источников или разность составляющих токов других источников, причем каждая разность при формировании соответствующих суммарных сигналов используется только один раз.The obtained matrix structures show that structures using the difference of the d- or q-components of the currents of only two sources have the maximum uniformity of loading of sources during parallel operation, namely, the difference of the component currents of this and other sources or the difference of the component currents of other sources, each difference being formed the corresponding summed signals are used only once.

Для способа-прототипа значения соответствующих приращений коэффициентов матриц имеют значения

Figure 00000109
;
Figure 00000110
;
Figure 00000111
;
Figure 00000112
;
Figure 00000113
;
Figure 00000114
.For the prototype method, the values of the corresponding increments of the coefficients of the matrices have values
Figure 00000109
;
Figure 00000110
;
Figure 00000111
;
Figure 00000112
;
Figure 00000113
;
Figure 00000114
.

Ниже приведена таблица №1, в которой сравниваются способ-прототип, в котором разностный сигнал по составляющим токов источников представляет собой разность составляющих выходного тока источника и составляющих тока нагрузки, деленного на число параллельно работающих источников, и предлагаемый способ для двух, трех и четырех параллельно работающих источников.Below is table No. 1, in which the prototype method is compared, in which the difference signal by the components of the source currents is the difference between the components of the output current of the source and the components of the load current divided by the number of parallel sources, and the proposed method for two, three and four in parallel working sources.

Таблица №1Table number 1 NN Исходные уравнения:
Способ-прототип
Предлагаемый способ
The initial equations:
Prototype method
The proposed method
Суммы

Figure 00000115
,
Figure 00000116
:
При способе-прототипе
При предлагаемом способеAmounts
Figure 00000115
,
Figure 00000116
:
With the prototype method
With the proposed method 22
Figure 00000117
Figure 00000118
Figure 00000117
Figure 00000118
Figure 00000119

Figure 00000120

Figure 00000121

Figure 00000122
Figure 00000119

Figure 00000120

Figure 00000121

Figure 00000122
33
Figure 00000123
Figure 00000123
Figure 00000124

Figure 00000125

Figure 00000126
Figure 00000124

Figure 00000125

Figure 00000126

Figure 00000127
Figure 00000127
Figure 00000128
Figure 00000128
4four
Figure 00000129

Figure 00000130
Figure 00000129

Figure 00000130
Figure 00000131

Figure 00000132
Figure 00000133

Figure 00000134
Figure 00000131

Figure 00000132
Figure 00000133

Figure 00000134

При параллельной работе двух источников эффективность предлагаемого способа (сравнение значений

Figure 00000135
и
Figure 00000136
) в 4 раза выше, чем в способе-прототипе, при работе трех источников - в три раза, а при параллельной работе четырех источников - от двух (первые слагаемые) до четырех (вторые слагаемые) раз.With the parallel operation of two sources, the effectiveness of the proposed method (comparison of values
Figure 00000135
and
Figure 00000136
) 4 times higher than in the prototype method, when three sources work, three times, and when four sources work in parallel, from two (first terms) to four (second terms) times.

Повышение равномерности распределения тока нагрузки между источниками достигается за счет использования в каждом источнике разностей составляющих токов только двух источников, что исключает снижение эффективности регулирования по параметрам токов в результате взаимной компенсации разностей составляющих токов противоположных знаков.An increase in the uniformity of the distribution of the load current between the sources is achieved through the use of only two sources of component current differences in each source, which eliminates a decrease in the regulation efficiency by current parameters as a result of mutual compensation of differences in the component currents of opposite signs.

Таким образом, предложенный векторный способ управления параллельно работающими источниками повышает стабильность амплитуды и фазы напряжения на общей нагрузке и равномерность распределения составляющих тока между параллельно работающими источниками.Thus, the proposed vector method for controlling parallel working sources increases the stability of the amplitude and phase of the voltage at the total load and the uniform distribution of current components between parallel working sources.

Claims (1)

Способ управления статическими стабилизированными источниками переменного напряжения, работающими параллельно на общую нагрузку, состоящий в том, что для каждого источника измеряют мгновенные значения выходного напряжения и тока, формируют первый и второй эталонные сигналы для соответственно первого и второго стабилизируемых параметров выходного напряжения, формируют сигналы, пропорциональные первому и второму стабилизируемым параметрам выходного напряжения, формируют сигналы, пропорциональные первому и второму параметрам токов источников, для каждого источника формируют первое и второе разностные напряжения, первое разностное напряжение суммируют с сигналом, пропорциональным первому стабилизируемому параметру выходного напряжения, второе разностное напряжение суммируют с сигналом, пропорциональным второму стабилизируемому параметру выходного напряжения, формируют первый и второй сигналы сравнения, по результату сравнения формируют амплитуду и фазу управляющего напряжения, отличающийся тем, что измеренные мгновенные значения напряжения и тока каждого источника преобразуют из трехфазной abc-системы координат во вращающуюся с постоянной частотой Ω двухфазную dq-систему координат, в качестве первого и второго эталонных сигналов используют соответственно эталонные сигналы для d- и q-составляющих выходного напряжения источника, в качестве первого и второго параметров токов используют соответственно d-и q-составляющие тока источника, первый сигнал сравнения формируют путем интегрирования разности эталонного сигнала для d-составляющей напряжения источника и суммарного сигнала, соответствующего разности d-составляющих токов источников, второй сигнал сравнения формируют путем интегрирования разности эталонного сигнала для q-составляющей напряжения источника и суммарного сигнала, соответствующего разности q-составляющих токов источников, указанные первое и второе разностные напряжения формируют соответственно как разность d- или q-составляющих токов только двух источников, а именно разность составляющих токов данного и другого источников или разность составляющих токов других источников, причем каждая разность при формировании соответствующих суммарных сигналов используется только один раз, а указанное формирование трехфазного управляющего напряжения источника выполняют обратным преобразованием d- и q-составляющих результата сравнения из двухфазной dq-системы координат в трехфазную abc-систему координат. A method of controlling static stabilized AC voltage sources operating in parallel for a common load, which consists in measuring the instantaneous values of the output voltage and current for each source, generating the first and second reference signals for the first and second stabilized output voltage parameters, respectively, and generating proportional signals the first and second stabilized parameters of the output voltage, generate signals proportional to the first and second parameters of the currents sources, for each source the first and second difference voltages are generated, the first difference voltage is summed with a signal proportional to the first stabilized output voltage parameter, the second difference voltage is summed with a signal proportional to the second stabilized output voltage parameter, the first and second comparison signals are generated, according to the comparison result form the amplitude and phase of the control voltage, characterized in that the measured instantaneous values of voltage and current of each sources are converted from a three-phase abc coordinate system to a two-phase dq coordinate system rotating with a constant frequency Ω, the first and second reference signals are respectively the reference signals for the d and q components of the output voltage of the source, and the first and second current parameters are used accordingly, the d-and q-components of the source current, the first comparison signal is formed by integrating the difference of the reference signal for the d-component of the source voltage and the total signal corresponding to of the difference of the d-component currents of the sources, the second comparison signal is formed by integrating the difference of the reference signal for the q-component of the source voltage and the total signal corresponding to the difference of the q-component currents of the sources, the first and second difference voltages are formed respectively as the difference d- or q- component currents of only two sources, namely, the difference of the component currents of this and other sources or the difference of the component currents of other sources, each difference being Hovhan respective sum signals used only once, and said control formation of a three-phase voltage source is performed by reversely converting the d- and q-components of the comparison result of the two-phase dq-coordinate system in the three-phase abc-system coordinates.
RU2008118738/09A 2008-05-12 2008-05-12 Method for control of static stabilised ac voltage sources, working in parallel for common load RU2380820C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008118738/09A RU2380820C1 (en) 2008-05-12 2008-05-12 Method for control of static stabilised ac voltage sources, working in parallel for common load

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008118738/09A RU2380820C1 (en) 2008-05-12 2008-05-12 Method for control of static stabilised ac voltage sources, working in parallel for common load

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2008118738A RU2008118738A (en) 2009-11-20
RU2380820C1 true RU2380820C1 (en) 2010-01-27

Family

ID=41477540

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008118738/09A RU2380820C1 (en) 2008-05-12 2008-05-12 Method for control of static stabilised ac voltage sources, working in parallel for common load

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2380820C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2452076C2 (en) * 2010-08-03 2012-05-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Новосибирский государственный технический университет" Methods for control of static stabilised ac voltage sources working in parallel for common load
RU2460194C1 (en) * 2011-01-12 2012-08-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Новосибирский государственный технический университет" Method to control static stabilised sources of ac voltage operating in parallel for common load in case of its asymmetry

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2452076C2 (en) * 2010-08-03 2012-05-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Новосибирский государственный технический университет" Methods for control of static stabilised ac voltage sources working in parallel for common load
RU2460194C1 (en) * 2011-01-12 2012-08-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Новосибирский государственный технический университет" Method to control static stabilised sources of ac voltage operating in parallel for common load in case of its asymmetry

Also Published As

Publication number Publication date
RU2008118738A (en) 2009-11-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6862199B2 (en) Adaptive controller for d-statcom in the stationary reference frame to compensate for reactive and harmonic distortion under unbalanced conditions
US8144489B2 (en) Production of a real power equilibrium of the phase modules of a converter
Basu et al. Investigation on the performance of UPQC-Q for voltage sag mitigation and power quality improvement at a critical load point
US11177660B2 (en) System and method for power converter control for virtual impedance
US20120161513A1 (en) Single-phase voltage source ac/dc converter and interconnection system
US10170913B2 (en) Static synchronous compensator device and related method of phase balancing a three-phase power system
Patel et al. Enhancing VA sharing between the shunt and series APFs of UPQC with a modified SRF‐PAC method
Merai et al. Grid connected converters as reactive power ancillary service providers: Technical analysis for minimum required DC-link voltage
RU2380820C1 (en) Method for control of static stabilised ac voltage sources, working in parallel for common load
US8531852B2 (en) System and a method for controlling at least one voltage converter having a plurality of cells in series
Verdelho et al. A current control system based in/spl alpha//spl beta/0 variables for a four-leg PWM voltage converter
RU2395893C2 (en) Method for application of conversion circuit and device for realisation of this method
RU2379812C1 (en) Method to control static stabilised ac voltage sources operated in parallel to common load
Fagundes et al. Reactive power flow control of a dual unified power quality conditioner
Ghosh et al. The use of instantaneous symmetrical components for balancing a delta connected load and power factor correction
RU2697262C1 (en) Control method of voltage inverter in uninterrupted power supply systems and systems of electric energy accumulation at sharply alternating load
RU2475914C1 (en) Electric energy quality improvement method
RU2256274C1 (en) Method for control of static stabilized ac voltage sources operating in parallel to common load
RU2381609C1 (en) Method to control static stabilised dc voltage sources operating in parallel into common load
RU2444833C1 (en) Vector method for control of three-phase static converter with asymmetric load
RU2362249C1 (en) Control metod for four static stabilised dc voltage sources, working in parallel across common load
RU2394346C1 (en) Vector method for control of three-phase static converter with asymmetric load
RU2353042C1 (en) Control method of static stabilised dc voltage sources operating in parallel to common load
KR19990032204A (en) Harmonics compensation device for improvement of output voltage distortion of uninterruptible power supply
Lin et al. A universal interpretation of three types of resonator-based controllers

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20140513