电力逆变方法及系统技术方案

电力逆变系统中，一个ＵＰＳ被附加连接在公共母线上，在母线上还并联连接其它电源装置，以增加母线的总功率容量。电力逆变方法包括以下步骤：改变使用在电源装置中的电力逆变器的交流输出电压；当电力逆变器的交流输出电压改变时检测电源装置的交流输出电流中包含的第一改变；处理交流输出电源中的第一改变，推算出所需的参数，使电源装置相对公共母线供给负载的总输出功率分配其所应提供的功率；响应所需的参数，控制电源装置输出所需的电压。（*该技术在2012年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般涉及能够把具有不同容量的不同类型交流电源并联连接到公共母线的功率逆变方法及系统。更具体地说，本专利技术针对这样一种功率逆变方法与系统，即多个不间断电源被独立地并联连接到公共母线(负载)上。作为用于计算机或其它类似系统的高可靠性电源，一种称为“不间断电源(简称为UPS)”已被广泛地采用了。即使在来自交流电源的交流供电中断，或是交流电源的交流输出电压瞬时降低的困难条件下，UPS也能借助于电池组向例如计算机系统这样的特殊负载稳定地提供交流电源。具体地说，最近逐渐要求一种用来驱动多个并联型的UPS的大容量电源系统，以便适应增加电源容量的要求，同时也改善例如由在线通讯网络这种大规模电子系统提出的供电可靠性。在该领域中，在碰巧发生母线电源容量短缺或是从母线向负载的供电可靠性要求增加的情况下，一种用于多个UPS或电力逆变装置的并联驱动技术已经公知。例如，这种多部电力逆变器的并联驱动技术已在1983年10月19日公布的日本专利公开号58-46955中描述过，该专利已以1215332号被批准。不过，当电力逆变装置(即电力逆变器)的输出被连接到母线上并以并联式驱动以增加母线对负载的总电源容量时，上述常规的电源系统有如下问题(1)在各部电力逆变装置当中，控制信号必须相互传递。这意味着这些电力逆变装置不能被独立的驱动或控制。其结果是，例如一个电力逆变器的故障可以对其它电力逆变器的运行造成不利影响。甚至在单个母线上有“N”个电力逆变装置(“N”是大于2的整数)被并联驱动时，该母线上总的电源容量也不能成为单部逆变器电源容量的“N”倍，而是小于“N”倍。而且不能期望并联驱动电力逆变系统具有高的供电可靠性。(2)因为这些电力逆变装置是这样被控制的，即使其输出的有功和无功功率两者都必须相等，理论上说，只有每个电力逆变装置具有完全相同的额定电压/电流和完全相同的电源特性时才允许并联驱动。(3)当一个或多个电逆变装置被附加使用在现有的并联驱动逆变系统中，以解决由于一重负荷使这一电力逆变系统输出不足时，可能发生下列新的问题3A)因为如上面(2)项所述的对并联驱动逆变装置的各种条件限制，起初需要建立一个能够接受扩充电源容量的设计决策。不过，就现今而论，考虑到技术的急剧变化，建立一个未来的供电方案实际上是十分困难的。最后不得不提供单个的电力逆变系统。3B)即使能把一个或多个电力逆变器附加到原始母线上，这些附加电力逆变器的控制信号必须与现有的驱动电力逆变器相联系，这是由于上述(1)项的限制。在时间周期和安装结构的时间分配上还有些其它的限制。本专利技术试图解决上述问题，因而主要的目的在于提供一种灵活的电力逆变系统，在并联驱动的电力逆变器之间，控制信号不相互传递，并且也不需要这些电力逆变装置的特性额定数据的限制。本专利技术第二个目的是提供一种能够驱动多个并联型电力逆变装置而没有电源容量及母线电压波型的任何限制的电力逆变系统。为了达到上述目的以及本专利技术的其它特点，一种能把多个电源装置(2A∶2B)并联连接到公共母线(B)上的电力逆变方法，包括下列步骤改变在一个电源装置(2A)中使用的电力逆变器(13A)的交流(交流电流)输出电压;当所述电力逆变器(2A)的交流输出电压被改变时，检测所述一个电源装置(2A)的交流输出电流中包含的第一改变;处理上述交流电流中的第一改变，以便推算出为分配交流功率所需的合乎需要的参数(ek，x，IL)，上述交流功率是相对于从上述公共母线(13)能供给负载(12)的总输出功率而言，上述电源装置(2A)应该提供的功率;以及响应上述合乎需要的参数，控制上述一个电源装置(2A)使其输出合乎需要的电压，借此实现对上述一个电源装置(2A)的功率分配操作，而与其它电源装置(3A)的其它功率分配操作无关。另一个能够把多个电源装置(3A∶3B)并联连接到公共母线(13)的功率逆变方法(200)，包括下列步骤检测实际出现在公共母线(13)上的交流电压的幅值和波形，从而产生第一检测信号;检测在一个电源装置(3A)中使用的一个功率逆变器(113A)的交流输出电流，从而产生第二检测信号;根据所述一个电源装置(3A)的所述第二检测信号连接所述母线(13)的上述第一检测信号从而得到一参考信号;以及响应所述参考信号控制所述电力逆变器(113A)的交流输出电压和相位，从而阻止交叉电流(crosscurrent)流过共同连到母线(13)的多个电源装置(3A∶3B)。而且，按照本专利技术的另一方面，一个电力逆变系统(100)包括多个各自有功率逆变器(13A)的电源装置(2A∶2B)并且并联连接到一个公共母线(13)上;当发出改变所述电源装置(2A)的电力逆变器(13A)的交流输出电压和相位的指令时用来检测包含在电源装置(2A)的交流输出电流的偏差的装置(111A);用来处理所述交流电流中的偏差从而推出相对于公共母线(13)提供给负载(12)的总功率而言，所述电源装置(2A)应分担的交流功率所需的合乎需要的参数(ek，x，IL)的装置(121，122);以及响应所述合乎需要的参数(ek，x，IL)控制所述电源装置(2A)输出合乎需要的电压的装置(123，124)，借此达到所述电源装置(2A)的功率分配操作与其它电源装置(3A)的其它功率分配操作无关。此外，按照本专利技术的一个进一步的方面，一个电力逆变系统(200)包括多个各自具有一个电力逆变器(113A)的电源装置(3A∶3B)，并且并联连接到一个公共母线(13)上;用来检测公共母线(13)上实际呈现的交流电压的幅值和波形，从而产生第一检测信号的第一检测装置(120)，用来检测所述电力逆变器(113A)的交流输出电流，从而产生第二检测信号的第二检测装置(111A);根据所述一个电力逆变装置(3A)的第二检测信号校正所述母线(13)上的第一检测信号，从而获得一个参考信号的装置(125);以及响应所述参考信号控制所述电力逆变器(113A)的交流电压和相位，以便阻止交叉电流流过所述联到母线(13)上的多个电源装置(3A，3B)的装置(123，124)。为了更好地理解本专利技术，可结合附图参照随后的说明，图中附图说明图1是用来表示本专利技术第一较佳实施例的电力逆变系统100的构成的原理方块图;图2是图1所示的第一个电力逆变系统的等效电路;图3是用于解释使用在第1电力逆变系统100的系统参数计算单元121的操作的流程图;图4是用来解释使用在第1电力逆变系统中的参考数据产生单元122的操作的流程图;图5是本专利技术第二较佳实施例的电力逆变系统200的结构原理方块图;图6是常规电力逆变系统的波形图;以及图7是用来说明使用在第二电力逆变系统200中的参考信号产生单元125的处理操作流程图。在描述本专利技术的不同实施例之前，本专利技术的基本构思概括如下。为达到上述的主要目的，根据第一个基本构思使用一个参数推算装置和一个控制装置实现第一电力逆变系统。当一电力逆变装置被指令改变其输出电压或输出相位时，推算装置根据其输出电流的改变参数推算出并联有多个电力逆变装置的母线的各种参数。接下来控制装置按照推算出的参数以如此方式控制这一逆变装置的输出电压与/或输出相位，使得这一电力逆变装置输出合适的分配功率，同时考虑这一电力逆变装置的额定数据。也就是说，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种能把多个电源装置（２Ａ，２Ｂ）并联连接到一公共母线１３上的电力逆变方法（１００）包括下列步骤：改变在一个电源装置（２Ａ）中使用的一个电力逆变器（１３Ａ）的交流输出电压；当所述电力逆变器（２Ａ）的交流输出电压被改变时，检测所述一个电源装置（２Ａ）的交流输出电流中包含的第一改变；处理上述交流电流中的第一改变，以便推算出为分配交流功率所需的合乎需要的参数（ｅｋ，ｘ，Ｉ↓［Ｌ］），上述交流功率是相对于从上述公共母线（１３）能供给负载（１２）的总输出功率而言，上述电源装置（２Ａ）应该提供的功率；以及响应上述合乎需要的参数，控制上述一个电源装置（２Ａ）使其输出合乎需要的电压，借此实现对上述一个电源装置（２Ａ）的功率分配操作，而与其它电源装置（３Ａ）的其它功率分配操作无关。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：平田昭生，宫泽芳明，
申请(专利权)人：株式会社东芝，
类型：发明
国别省市：JP[日本]