并联电力变换控制装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电力变换装置控制领域，特别是涉及一种用于由至少2个电力变换器 并联构成的并联电力变换系统的并联电力变换控制装置。
【背景技术】
[0002] 电力变换装置的并联是扩大电力变换装置功率、提高可靠性、实现电力变换装置 功率灵活调整的重要技术手段。文献1 (用于电机传动系统的多逆变器并联控制技术，电 机与控制学报，2010,14(2) :36-40, 46)提出对各逆变器进行独立控制使其电流跟踪其期 望值，从而实现各逆变器总电流对其指令值的跟踪（后续称之为独立电流跟踪法）。尽管 它通过将各逆变器电流指令值设定为总期望电流的n(n为逆变器数量）等分、通过控制 使各逆变器的实际电流跟踪其电流指令值，使得该控制方法具备了一定的环流抑制作用， 但该控制方法没有用于抑制环流的环流控制器，当各逆变器因模块特性等原因出现环流 时，该控制方法并未利用环流信息进行及时补偿，因此该控制方法的环流抑制效果（如： 环流抑制程度和快速性）有待改善，而且由于需要设置与并联逆变器数量相同数量的电 流控制器，因此当并联逆变器数量较大时，会导致用于执行控制的微处理器的计算负荷 过大。文献 2 (Modeling, Analysis, and Implementation of Parallel Multi-Inverter Systems With Instantaneous Average-Current-Sharing Scheme, IEEE Trans. Power Electronics, 2003, 18(3) :844-856)提出了利用环流控制器（即 Outer current-sharing loop, H1……Hn)对调制电压信号进行补偿从而实现各电力变换器间的均流（即环流抑制） 的方法（后续称之为基于环流控制器的环流抑制方法）。
[0003] 显然，对文献1和文献2的控制方法进行综合，即将文献2的环流控制器添加至文 献1的独立电流跟踪法中，则可有效克服独立电流跟踪法的不足之处。但是，独立电流跟踪 法是通过将各逆变器电流指令值设定为总期望电流的n(n > 2,为逆变器数量）等分、通过 控制使各逆变器的实际电流跟踪其电流指令值来同时实现并联电力变换系统的两个控制 目标--所有逆变器的总输出电流对总期望电流的跟踪和环流抑制，若是简单地增加环流 控制器，则会因环流控制器的输出对调制电压信号的补偿而对单个逆变器的输出电流对该 逆变器电流指令值的跟踪产生不利影响，并最终影响到所有逆变器的总输出电流对总电流 指令值的跟踪效果。
[0004] 因此，如何在不影响总输出电流对总期望电流的跟踪效果的前提下将基于环流控 制器的环流抑制方法融合进独立电流跟踪法，且融合后得到的新方法能够有效提高总输出 电流对总电流指令值的跟踪性能和环流抑制效果、有效降低微处理器计算负荷就成为并联 电力变换系统领域的一个有待解决的重要技术问题。
【发明内容】
[0005] 本发明要解决的技术问题是提出一种并联电力变换控制装置，该控制装置可以在 不影响总输出电流对总期望电流的跟踪效果的前提下，通过对独立电流跟踪法与基于环流 控制器的环流抑制方法进行有机融合，最终使得总输出电流对总电流指令值的跟踪性能和 环流抑制效果能够都能得到有效提高，且能有效降低微处理器计算负荷。
[0006] 为解决上述技术问题，本发明用于由至少2个电力变换器并联构成的并联电力变 换系统的并联电力变换控制装置包括：
[0007] 总电流指令生成器：生成所述并联电力变换系统应输出的总电流指令值；
[0008] 权重系数确定单元：用于确定各电力变换器的电流在所述并联电力变换系统总输 出电流中的占比，输出对应电力变换器的权重系数；
[0009] 总电流指令分配器：根据所述权重系数确定单元输出的所述权重系数对所述总电 流指令生成器生成的总电流指令值进行分配，生成所述电力变换器的电流指令值；
[0010] 反馈电流计算器：根据所述并联电力变换系统的总输出电流值和所述权重系数确 定单元输出的所述权重系数计算所述电力变换器的电流反馈值，并将其送给对应电力变换 器的电流控制器，供后者执行对电流的控制。
[0011] 电流控制器：根据所述总电流指令分配器输出的所述电力变换器电流指令值和所 述反馈电流计算器输出的所述电流反馈值进行控制，使得所述电流反馈值跟踪所述电力变 换器的电流指令值，输出控制电压信号；
[0012] 环流计算器：根据所述电力变换器的输出电流值计算对应电力变换器的环流；
[0013] 环流控制器：根据所述环流计算器的计算结果对所述电力变换器的环流进行控 制，并输出环流补偿电压信号；
[0014] 调制信号生成器：根据所述电流控制器输出的所述控制电压信号和所述环流控制 器输出的所述环流补偿电压信号生成用于PWM单元进行脉宽调制所需的调制信号。
[0015] 所述总电流指令分配器按照下述规律对所述总电流指令生成器生成的所述总电 流指令值进行分配：
[0017] 其中，f是第k个电力变换器的电流指令值，非负权重系数Cik满足：
是所述总电流指令生成器生成的总电流指令值，η (η > 2)是构成并联 电力变换系统的电力变换器的数量。
[0018] 所述反馈电流计算器进一步包括：
[0019] 总输出电流计算单元：对所述电力变换器的全部电流值进行代数求和运算，输出 所述并联电力变换系统的总输出电流值；
[0020] 反馈电流计算单元：根据将所述总输出电流计算单元输出的所述总输出电流值计 算对应电力变换器的输出电流值。
[0021] 所述总输出电流计算单元按照下述规律计算所述总输出电流值：
[0023] 其中，ik是第k个电力变换器的电流值，η (η > 2)是构成并联电力变换系统的电 力变换器的数量。
[0024] 所述反馈电流计算单元按照下述规律计算所述电力变换器的电流反馈值：
[0025] ifb k = a kXitotal
[0026] 其中，ifb k是第k个电力变换器的电流反馈值，ak即为第k个电力变换器的电流 指令值的权重系数，itotal为所述总输出电流值。
[0027] 所述环流计算器按照如下任一公式计算所述环流：
[0030] 其中，irarss k是第k个电力变换器的环流，、和是分别第k和m个电力变换器 的电流值，ifb k是第k个电力变换器的电流反馈值，a k和α n分别是第k和m个电力变换 器的权重系数，m是基准电力变换器的序号。
[0031] 本发明可以达到的有益效果为：
[0032] 通过引入反馈电流计算器，电流控制器利用平均反馈电流对电力变换器的电流进 行控制，实现了电流控制器的控制作用与环流控制器的补偿作用的解耦和独立电流跟踪法 与基于环流控制器的环流抑制方法的有机融合，使得融合后得到的新控制系统中的电流控 制器专注于所有逆变器的总输出电流对总期望电流的跟踪控制、环流控制器专注于各电力 变换器的环流的抑制，克服了独立电流跟踪法因没有独立的环流