一种变流器并联时的载波同步系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种变流器并联时的载波同步系统及方法，包括与若干个并联的变流器单元相连的同步信号输出单元，每个变流器单元设置有与同步信号输出单元相连的模拟载波发生器，每个变流器单元还设置有实际载波发生器、调制波寄存器、PWM脉冲发生单元和同步使能单元：所述调制波寄存器存放变流器控制系统输出的正弦波或目标波形指令值，所述模拟载波发生器通过同步使能单元与实际载波发生器相连，所述PWM脉冲发生单元分别与实际载波发生器和调制波寄存器相连。能够有效控制并减少变流器并网环流，抑制各变流器并联后的交流电流谐波和并联谐振，满足灵活性和可靠性要求。

Carrier synchronization system and method for parallel converter

The present invention discloses a carrier synchronization system and method in parallel converter, including a synchronous signal output unit connected with several parallel converter units. Each converter unit is equipped with an analog carrier generator connected with the synchronous signal output unit, and each converter unit also has a real carrier generator. The modulation wave register, the PWM pulse generating unit and the synchronous enable unit: the modulation wave register stores the sine or target waveform instruction values output by the converter control system, and the analog carrier generator is connected to the actual carrier generator by synchronizing the energy unit, and the PWM pulse generator unit is respectively with the actual carrier carrier. The generator is connected to the modulation wave register. It can effectively control and reduce the shunt current of the converter, suppress the AC current harmonics and parallel resonance after the parallel converters are parallel, and meet the requirements of flexibility and reliability.

【技术实现步骤摘要】
一种变流器并联时的载波同步系统及方法
本专利技术涉及一种变流器并联时的载波同步系统及方法。
技术介绍
随着电力电子技术的发展和新能源发电需求的不断增多，多台变流器并联的系统得到了广泛的应用。然而，变流器并联却因各模块间调制波、载波不一致因素带来了新的问题，如并网环流问题：环流会使并网电流畸变严重，增加损耗，降低系统效率，影响变流器的正常运行。对此，现有技术常采用载波同步技术解决上述环流问题，公开号为104950765A的中国专利公开了一种基于CAN总线的逆变器并联系统及其载波同步方法，这种方法增加了变流器并联系统的硬件成本，当外部环境比较严酷时容易引入干扰使同步信号失效，其稳定性较低。公开号为104486059A的中国专利公开了一种光伏逆变器并联系统载波同步方法，该方法通过CPLD通信方式实现载波同步，但可靠性不高、硬件布置繁琐，不利于变流器的快速自由投切和扩展及模块化管理。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提供一种变流器并联时的载波同步系统及方法，能够有效控制并减少变流器并网环流，抑制各变流器并联后的交流电流谐波和并联谐振，满足灵活性和可靠性要求。为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本专利技术通过以下技术方案实现：一种变流器并联时的载波同步系统，包括与若干个并联的变流器单元相连的同步信号输出单元，每个变流器单元设置有与同步信号输出单元相连的模拟载波发生器，每个变流器单元还设置有实际载波发生器、调制波寄存器、PWM脉冲发生单元和同步使能单元：所述调制波寄存器存放变流器控制系统输出的正弦波或目标波形指令值，所述模拟载波发生器通过同步使能单元与实际载波发生器相连，所述PWM脉冲发生单元分别与实际载波发生器和调制波寄存器相连。优选，所述同步使能单元通过同步使能信号控制，当同步使能信号有效时，同步使能单元工作，每个变流器单元的实际载波发生器与模拟载波发生器进行同步；否则，每个变流器单元的实际载波发生器与模拟载波发生器不进行同步。优选：A)各模拟载波发生器收到同步信号输出单元的同步信号后，将载波计数值归零，并重新计数，产生不断循环的锯齿波载波信号；B)所述实际载波发生器采集模拟载波发生器的载波信号的当前计数值并与实际载波发生器的载波信号的当前计数值进行比较，当二者差值大于整定值时，对实际载波信号的下一次装载计数周期值进行调整使得实际载波发生器与模拟载波发生器同步。优选，步骤B)具体包括如下步骤：01、设模拟载波信号的计数周期为T1PRD，模拟载波信号的当前计数值为t1cout；实际载波信号的计数周期为T2PRD，实际载波信号的当前计数值为t2cout，阈值为ξ，码值为θ；02、将实际载波发生器发出的三角形载波信号变换成锯齿波形：当实际载波信号处于增计数阶段时，锯齿波形的计数周期t'2cout等于T2PRD；当实际载波信号处于减计数阶段时，锯齿波形的计数周期t'2cout为：t'2cout＝2*T2PRD-t2cout；03、采集模拟载波与实际载波变换后的载波信号的当前计数值，令参数t′1cout＝t1cout*Δf，Δf为模拟载波发生器芯片和实际载波发生器芯片内部工作频率的比值；令参数Δt＝min(t1,t2,t3)其中，t1＝t'2cout-t′1cout，t2＝2*T2PRD-t'2cout+t′1cout，t3＝2*T2PRD-t′1cout+t′2cout；04、当Δt＞0且Δt＞ξ时：增大实际载波信号的下一次装载计数周期值T′2PRD，其中：T′2PRD＝T2PRD+θ；当Δt＜0且Δt＜-ξ时，减小实际载波信号的下一次装载计数周期值T′2PRD，其中：T′2PRD＝T2PRD-θ；05、通过1个PWM周期TPWM的修正，实际载波信号和模拟载波信号同步，在过零处重合开始计数，产生不断周期循环的三角波载波信号。对应的，一种变流器并联时的载波同步方法，包括如下步骤：步骤1、各模拟载波发生器收到同步信号输出单元的同步信号后，将载波计数值归零，并重新计数，产生不断循环的锯齿波载波信号；步骤2、当同步使能信号有效时，同步使能单元工作，每个变流器单元的实际载波发生器与模拟载波发生器进行同步，进入步骤3；步骤3、所述实际载波发生器采集模拟载波发生器的载波信号的当前计数值并与实际载波发生器的载波信号的当前计数值进行比较，当二者差值大于整定值时，对实际载波信号的下一次装载计数周期值进行调整使得实际载波发生器与模拟载波发生器同步。优选：01、设模拟载波信号的计数周期为T1PRD，模拟载波信号的当前计数值为t1cout；实际载波信号的计数周期为T2PRD，实际载波信号的当前计数值为t2cout，阈值为ξ，码值为θ；02、将实际载波发生器发出的三角形载波信号变换成锯齿波形：当实际载波信号处于增计数阶段时，锯齿波形的计数周期t′2cout等于T2PRD；当实际载波信号处于减计数阶段时，锯齿波形的计数周期t'2cout为：t'2cout＝2*T2PRD-t2cout；03、采集模拟载波与实际载波变换后的载波信号的当前计数值，令参数t′1cout＝t1cout*Δf，Δf为模拟载波发生器芯片和实际载波发生器芯片内部工作频率的比值；令参数Δt＝min(t1,t2,t3)其中，t1＝t'2cout-t′1cout，t2＝2*T2PRD-t′2cout+t′1cout，t3＝2*T2PRD-t′1cout+t'2cout；04、当Δt＞0且Δt＞ξ时：增大实际载波信号的下一次装载计数周期值T′2PRD，其中：T′2PRD＝T2PRD+θ；当Δt＜0且Δt＜-ξ时，减小实际载波信号的下一次装载计数周期值T′2PRD，其中：T′2PRD＝T2PRD-θ；05、通过1个PWM周期TPWM的修正，实际载波信号和模拟载波信号同步，在过零处重合开始计数，产生不断周期循环的三角波载波信号。本专利技术的有益效果是：第一、可实现柔性同步，同步过程中冲击小，能够有效控制并减少变流器并网环流，抑制各变流器并联后的交流电流谐波和并联谐振，满足灵活性和可靠性要求。第二、抗干扰能力强，即使发生一次同步信号错误，对于系统冲击不大。第三、各并联变流器模块之间相互独立控制，不存在主从机模式，单个模块退出，不影响其它变流器模块的正常工作。第四、各变流器收到的同步脉冲信号异常或者同步使能信号异常时，相应的变流器单元会自动退出；当同步脉冲信号或同步使能信号恢复正常时，相应的变流器单元又会自动投入，并且自动退出和自动投入的过程对整个系统运行没有冲击。附图说明图1是本专利技术一种变流器并联时的载波同步系统的结构示意图；图2是本专利技术变流器系统载波同步系统使用的应用场合图；图3是本专利技术变流器系统实际载波计数波形的变换示意图；图4是本专利技术变流器系统载波同步方法的原理图一；图5是本专利技术变流器系统载波同步方法的原理图二；附图的标记含义如下：1：模拟载波发生器；2：实际载波发生器；3：调制波寄存器；4：PWM脉冲发生单元；5：同步信号输出单元；6：同步使能单元。具体实施方式下面结合附图和具体的实施例对本专利技术技术方案作进一步的详细描述，以使本领域的技术人员可以更好的理解本专利技术并能予以实施，但所举实施例不作为对本专利技术的限定。如图1所示，一种变流器并联时的载波同步系统，设共有n个变流器单元，各变流器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种变流器并联时的载波同步系统，包括与若干个并联的变流器单元相连的同步信号输出单元，每个变流器单元设置有与同步信号输出单元相连的模拟载波发生器，其特征在于，每个变流器单元还设置有实际载波发生器、调制波寄存器、PWM脉冲发生单元和同步使能单元：所述调制波寄存器存放变流器控制系统输出的正弦波或目标波形指令值，所述模拟载波发生器通过同步使能单元与实际载波发生器相连，所述PWM脉冲发生单元分别与实际载波发生器和调制波寄存器相连。

【技术特征摘要】
1.一种变流器并联时的载波同步系统，包括与若干个并联的变流器单元相连的同步信号输出单元，每个变流器单元设置有与同步信号输出单元相连的模拟载波发生器，其特征在于，每个变流器单元还设置有实际载波发生器、调制波寄存器、PWM脉冲发生单元和同步使能单元：所述调制波寄存器存放变流器控制系统输出的正弦波或目标波形指令值，所述模拟载波发生器通过同步使能单元与实际载波发生器相连，所述PWM脉冲发生单元分别与实际载波发生器和调制波寄存器相连。2.根据权利要求1所述的一种变流器并联时的载波同步系统，其特征在于，所述同步使能单元通过同步使能信号控制，当同步使能信号有效时，同步使能单元工作，每个变流器单元的实际载波发生器与模拟载波发生器进行同步；否则，每个变流器单元的实际载波发生器与模拟载波发生器不进行同步。3.根据权利要求2所述的一种变流器并联时的载波同步系统，其特征在于：A)各模拟载波发生器收到同步信号输出单元的同步信号后，将载波计数值归零，并重新计数，产生不断循环的锯齿波载波信号；B)所述实际载波发生器采集模拟载波发生器的载波信号的当前计数值并与实际载波发生器的载波信号的当前计数值进行比较，当二者差值大于整定值时，对实际载波信号的下一次装载计数周期值进行调整使得实际载波发生器与模拟载波发生器同步。4.根据权利要求3所述的一种变流器并联时的载波同步系统，其特征在于，步骤B)具体包括如下步骤：01、设模拟载波信号的计数周期为T1PRD，模拟载波信号的当前计数值为t1cout；实际载波信号的计数周期为T2PRD，实际载波信号的当前计数值为t2cout，阈值为ξ，码值为θ；02、将实际载波发生器发出的三角形载波信号变换成锯齿波形：当实际载波信号处于增计数阶段时，锯齿波形的计数周期t′2cout等于T2PRD；当实际载波信号处于减计数阶段时，锯齿波形的计数周期t′2cout为：t′2cout＝2*T2PRD-t2cout；03、采集模拟载波与实际载波变换后的载波信号的当前计数值，令参数t′1cout＝t1cout*Δf，Δf为模拟载波发生器芯片和实际载波发生器芯片内部工作频率的比值；令参数Δt＝min(t1,t2,t3)其中，t1＝t′2cout-t′1cout，t2＝2*T2PRD-t′2cout+t′1cout，t3＝2*T2PRD-t′1cout+t′2cout；04、当Δt＞0且Δt＞ξ时：增大实际载波信号的下一次装载...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘为群，丁勇，陶征，郭勇，江长青，赵玉灿，石祥建，米高祥，李旭，
申请(专利权)人：南京南瑞继保电气有限公司，南京南瑞继保工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32