单相UPS并联均流控制设计：基于环流功率理论

"基于环流功率理论的单相UPS并联均流控制设计 (2011年)" 在电力系统中，UPS（Uninterruptible Power Supply）即不间断电源，是保障重要设备电力供应稳定的关键设备。当多台UPS并联运行时，确保各台设备之间电流的均匀分布（即均流）是非常重要的，这可以提高系统的可靠性，减少单个模块的负载压力，并降低元器件的热应力。本文主要探讨了一种基于数字控制技术的单相UPS并联均流控制设计，适用于4kVA的单相UPS系统。 文章首先建立了一个N台UPS并联的简化模型，通过分析并联UPS的环流功率，作者揭示了环流有功功率、无功功率与逆变器输出电压幅值和相位之间的关系。环流是并联UPS中由于各单元间电压、相位不一致而产生的内部电流，有效管理和控制环流对于实现并联均流至关重要。通过量化这些功率参数与电压调节的关系，可以计算出调整每个UPS模块输出电压的幅值和相位的算法，从而实现均流。 在实际设计中，采用了Texas Instruments的TMS320LF2806数字信号处理器（DSP）作为控制核心，该芯片具有高速处理能力，指令周期仅为33ns，确保了控制算法的实时执行。此外，利用CAN（Controller Area Network）通信总线，实现各个UPS模块间的高效通信，保证信息交换的准确性和速度。 为了实现电压幅值和相位的精确控制，文章提出了两级锁相和再调制技术。两级锁相技术可以确保输出电压的频率高度同步，而再调制则用于精确调整相位，使得各台UPS的输出电压在幅值和相位上保持一致，从而减少环流，实现准确的均流控制。 实验结果显示，该设计成功应用于单相4kVA UPS的并联控制，电压幅值调节准确，相位差控制在7μs以内，无论是阻性负载还是整流性负载，均能实现良好的均流效果。这一设计体现了数字控制技术在提升并联UPS系统性能方面的优势，对于解决因元器件参数分散性引起的并联问题提供了有效的解决方案。 该研究不仅贡献了一种实用的单相UPS并联均流控制策略，而且展示了数字控制、 DSP技术以及先进的通信协议在电力电子领域的应用，对于并联UPS系统的优化和升级具有重要参考价值。