专利名称：一种逆变器并联系统控制方法
技术领域：
本发明涉及一种逆变器并联系统控制方法。
背景技术：
随着信息处理技术的迅速发展，对电源系统的容量、可靠性的要求越 来越高。逆变器并联运行是提高电源系统可靠性和扩大供电容量的一种重 要途径。相比于单台大容量逆变器，多个较小容量的逆变器并联组成的逆 变器并联系统，不仅成本低、易维护，而且更为灵活、可靠，通过改变并 联的逆变器的数目，可以获得不同容量的逆变器并联系统，通过逆变器的 冗余并联可以提高系统的可靠性。但相对于直流变换器的并联，逆变器并 联存在相当的难度。例如为实现逆变器并联运行，各逆变器必须满足以 下两个条件(l)当某个逆变器在运行中，其正弦输出电压的频率、相位和 幅度必须与其它的逆变器精确一致，否则会导致逆变器之间存在环流，增 大开关管的负担，甚至导致逆变器并联系统的崩溃。(2)各个逆变器之间 需实现负载均分，否则会导致部分工作模块过载，甚至损坏功率器件。
目前逆变器的并联控制方法主要有集中控制方式、主从控制方式、 以及无互连线控制方式。与集中控制方式、无互连线控制方式相比较，主 从式控制方式具有一定的优点，它易于扩展容量，并且逆变器间的控制不 受逆变器输出线路阻抗的影响，系统的均流效果很好，在从机之间可以实 现冗余并联。但是主从控制方式也有如下不足 一旦主机故障，需要通过 一定的逻辑规则选择一个从机作为新的主机，如果逻辑规则较复杂，导致 重新确定主机时间较长，则整个并联系统可能出现不能正常工作的情况。
对于不间断电源(UPS)来说，正常的工作方式是由逆变器工作，当逆 变器出现问题时，会由旁路工作；逆变器恢复正常工作后，要由旁路再回 到逆变器工作，这就是所说的"回切"。现有的逆变器并联系统在旁路正常 时，主机、从机均跟踪旁路，进行不间断同步切换。但旁路异常时，由预 先选出的主机先间断切换到逆变侧，然后从机跟踪主机输出，再切换到逆 变，因此作为主机的逆变器容量要取大的，以便有较大的带载能力。所述
4带载能力是指逆变器能够带负载的最大能力。每台逆变器都有其容量，当 超出其容量的一定值时(比如150%)，逆变器就不能工作，因此逆变器要 正常工作，所带的负载是有限制的。'
由于在回切时，主机应该具有最大带载能力，因此现有的逆变器并联 系统的控制方法在进行主从机竞争时，除了考虑本机的机号，还要考虑本 机的容量是不是在所有能供电的逆变器中是最大的。因此其竞争原则是 如果各逆变器容量相同，则机号最小的逆变器为主机；如果逆变器容量不 同，则供电容量最大的逆变器为主机，此时不考虑该逆变的机号是否最小。 现有的逆变器并联系统控制方法的逻辑规则比较复杂。.
发明内容
本发明就是为了克服以上的不足，提出了一种逻辑规!^比较简单的逆 变器并联系统控制方法。
本发明的技术问题通过以下的技术方案予以解决 -种逆变器并联系 统控制方法，包括如下步骤第一步对各逆变器设置序号；第二步各 逆变器将本机是否具有主机竞争资格的串行离散信号发送到并机信号线 上；第三步各逆变器从并机信号线上接收串行离散信号，判断自己的序 号是否最小，如果是最小，则确定自身为主机，并发送工频同步信号到并 机信号线上；如果不是最小，则确定自身为从机，并根据工频同步信号相 应调整自身输出电压的相位。.
优选地，所述第三步之后还包括如下步骤逆变器并联系统在运行过 程中，有新的逆变器加入到逆变器并联系统，并且具有主机竞争资格，则 新的逆变器检测逆变器并联系统是否存在主机，如果存在主机，则将新的 逆变器默认为从机；如果不存在主机，则各逆变器判断自己的序号是否最 小，如果是最小，则确定自身为主机，并发送工频同步信号到并机信号线 上；如果不是最小，则确定自身为从机，并根据工频同步信号相应调整自 身输出电压的相位。
所述步骤第三步后还包括如下步骤逆变器并联系统在运行过程中， 有逆变器从逆变器并联系统中退出，则检测当前逆变器并联系统是否还存 在主机，如果不存在主机，则各逆变器判断判断自己的序号是否最小，如 果是最小，则确定自身为主机，并发送工频同步信号到并机信号线上；如 果不是最小，则确定自身为从机，并根据工频同步信号相应调整自身输出电压的相位。
所述步骤第二步中具有主机竞争资格是指:所述逆变器已软启动完毕、 且所述逆变器的序号与其他逆变器的序号都不相同。
所述串行离散信号包括用于标志逆变器是否具有竞争资格的资格标志 位段。的逆变器并联系统控制方法，其特征在于所述串行离散信号还包 括用于标志逆变器并联系统是否存在主机的主机标志位。
所述检测逆变器并联系统是否存在主机的方法如下检测串行离散信 号的主机标志位，如果该标志位为'T，，则表明逆变器并联系统中存在主机； 如果该标志位为"0"，则表明逆变器并联系统中不存在主机。
本发明与现有技术对比的有益效果是本发明的控制方法只根据逆变 器的序号进行主机的竞争，使主机竞争速度加快，确定方式简单。而且本 发明巧妙的利用了并机信号线传输的串行离散信号，根据串行离散信号对 资格标志位段的定义，既可直接判断出参与竞争的逆变器的序号大小，乂 能直接判断出具有竞争资格的逆变器。本发明的控制方法可以实现在旁路 正常时，主机和从机均跟踪旁路，进行不间断同歩切换。本发明通过丄频 同步信号进行主机和从机之间的同步，可以实现旁路异常(旁路不可跟踪 时)，主机和从机仍可以进行同步切换，提高了系统的带载能力，同时无需 考虑逆变器的容量。
图1是本发明具体实施方式
的流程图2是本发明具体实施方式
的串行离散信号的结构示意图； 图3是本发明所使用的逆变器并联系统的结构示意图。
具体实施例方式
下面通过具体的实施方式并结合附图对本发明做进一步详细说明。 如图1所示，- 一种逆变器并联系统控制方法，包括如下步骤 第一步对逆变器并联系统内的各逆变器设置序号。设置序号的方法 可以为通过外部拨码的方式设置逆变器本机序号(ID)或者用后台软件 设置。在对各逆变器设置序号时，需保证各逆变器的序号不相同。如果有 两台逆变器的序号是相同的，系统将会提示设置错误，.需重新设置，否则 这两台逆变器都不具有主机竞争资格，从而防止有两台逆变器同时竞争到第二步各逆变器将本机是否具有主机竞争资格的串行离散信号发送 到并机信号线上。所述具有主机竞争资格包括逆变器已经软启动完毕(表 明该逆变器具有逆变供电能力)、且该逆变器的序号与其他逆变器的序号都 不相同。如图2所示，串行离散信号包括用于标志逆变器是否具有竞争资 格的资格标志位段。资格标志位段的表示方式为如果该逆变器具有主机 竞争资格，则会根据本逆变器的序号将串行离散信号中资格标志位段内相 应位设置为"l";如果该逆变器不具有主机竞争资格，则会根据本逆变器的
序号将串行离散信号中资格标志位段内相应位设置为"o"。资格标志位段的
位数至少包括逆变器并联系统所能并联的逆变器的最大的位数，比如，并 联系统最大可并联7个逆变器，则串行离散信号中至少要有7个位用作为 资格标志位段。 '
第三步各逆变器从并机信号线上接收串行离散信号，判断自己的序 号是否最小。如果某逆变器是序号最小的，则确定该逆变器为主机，发送 工频同步信号到并机信号线上，并相应设置串行离散信号中的主机标志位。 如果某逆变器不是序号最小的，则确定该逆变器为从机，从机将根据主机 发出工频同步信号相应调整自身输出电压的相位。
如果逆变器并联系统在运行过程中，有新的逆变器加入到逆变器并联 系统，并且具有主机竞争资格，则新的逆变器检测逆变器并联系统是否存 在主机；如果有，则将新的逆变器默认为从机；如果没有则各逆变器判断 自己的序号是否最小，如果是则确定自身为主机，并发送工频同步信号到 并机信号线上；如果逆变器的序号不是最小，则该逆变器为从机，从机将 根据主机发出的工频同步信号相应调整自身输出电压的相位。
如果逆变器并联系统在运行过程中，有逆变器从逆变器并联系统中退 出，无论退出原因是因为正常退出还是由于故障退出，则各逆变器均检测 当前逆变器并联系统是否存在主机，如果存在主机，则表明所退出的逆变 器为从机，则保留现有主机，各逆变器正常工作，不进行主机竞争；如果 不存在主机，则各逆变器进行竞争。具体的竞争方式如下各逆变器判断 自己的序号是否最小。如果某逆变器是序号最小的，则确定该逆变器为主 机，发送工频同步信号到并机信号线上，并相应设置串行离散信号中的主 机标志位。如果某逆变器不是序号最小的，则确定该逆变器为从机，从机 将根据主机发出工频同步信号相应调整自身输出电压的相位。
检测逆变器并联系统是否存在主机的方法如下检测串行离散信^的主机标志位，如果该标志位为'T'，则表明逆变器并联系统中存在主机；如 果该标志位为"o"，则表明逆变器并联系统中不存在主机。
如图3所示，逆变器并联系统包括相互并联的逆变器1、逆变器2......
逆变器n。每个逆变器都包括控制单元和功率输出单元。各个逆变器的控 制单元都通过并机信号线相连，串行离散信号和工频同步信号都是通过并 机信号线进行传输。控制单元会根据本机(逆变器)工作的情况接受(当 该逆变器为从机时)或者发送(当该逆变器为主机时)工频同步信号，完 成逆变器并联系统的同步切'换过程。各个逆变器的功率输出单元相互并联， 进行带载。'
本发明的控制方法只根据逆变器的序号进行主机的竞争，使主机竞争 速度加快，确定方式简单。而且本发明巧妙的利用了并机信号线的传输串 行离散信号，根据串行离散信号对资格标志位段的定义，既可直接判断出 参与竞争的逆变器的序号大小，又能直接判断出具有竞争资格的逆变器。 本发明的控制方法可以实现在旁路正常时，主机和从机均跟踪旁路，进行 不间断同步切换。本发明通过工频同步信号进行主机和从机之间的同步， 可以实现旁路异常(旁路不可跟踪时)，主机和从机仍可以进行同步切换， 提高了系统的带载能力，同时无需考虑逆变器的容量。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说 朋，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术 领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若 干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
权利要求
1.一种逆变器并联系统控制方法，其特征在于包括如下步骤第一步对各逆变器设置序号；第二步各逆变器将本机是否具有主机竞争资格的串行离散信号发送到并机信号线上；第三步各逆变器从并机信号线上接收串行离散信号，判断自己的序号是否最小，如果是最小，则确定自身为主机，并发送工频同步信号到并机信号线上；如果不是最小，则确定自身为从机，并根据工频同步信号相应调整自身输出电压的相位。
2. 根据权利要求1所述的逆变器并联系统控制方法，其特征在于所述第 三步之后还包括如下步骤逆变器并联系统在运行过程中，有新的逆变器 加入到逆变器并联系统，并且具有主机竞争资格，则新的逆变器检测逆变 器并联系统是否存在主机，如果存在主机，则将新的逆变器默认为从机； 如果不存在主机，则各逆变器判断自己的序号是否最小，如果是最小，则 确定自身为主机，并发送工频同步信号到并机信号线上；如果不是最小， 则确定自身为从机，并根据工频同步信号相应调整自身输出电压的相位。
3. 根据权利要求1所述的逆变器并联系统控制方法，其特征在于所述步 骤第三步后还包括如下步骤逆变器并联系统在运行过程中，有逆变器从 逆变器并联系统中退出，则检测当前逆变器并联系统是否还存在主机，如 果不存在主机，则各逆变器判断判断自己的序号是否最小，如果是最小， 则确定自身为主机，并发送工频同步信号到并机信号线上；如果不是最小，则确定自身为从机，并根据工频同步信号相应调整自身输出电压的相位。
4. 根据权利要求1-3任一所述的逆变器并联系统控制方法，其特征在于 所述步骤第二步中具有主机竞争资格是指所述逆变器已软启动完毕、且 所述逆变器的序号与其他逆变器的序号都不相同。
5. 根据权利要求1-3任一所述的逆变器并联系统控制方法，其特征在于 所述串行离散信号包括用于标志逆变器是否具有竞争资格的资格标志位 段。
6. 根据权利要求2或3所述的逆变器并联系统控制方法，其特征在于所述串行离散信号还包括用于标志逆变器并联系统是否存在主机的主机标志位o
7.根据权利要求6所述的逆变器并联系统控制方法，其特征在于所述检 测逆变器并联系统是否存在主机的方法如下检测串行离散信号的主机标 志位，如果该标志位为"l"，则表明逆变器并联系统中存在主机；如果该标 志位为"0"，则表明逆变器并联系统中不存在主机。
全文摘要
本发明公开了一种逆变器并联系统控制方法，包括如下步骤对各逆变器设置序号；各逆变器将本机是否具有主机竞争资格的串行离散信号发送到并机信号线上；各逆变器从并机信号线上接收串行离散信号，判断自己的序号是否最小，如果是最小，则确定自身为主机，并发送工频同步信号到并机信号线上；如果不是最小，则确定自身为从机，并根据工频同步信号相应调整自身输出电压的相位。本发明的控制方法只根据逆变器的序号进行主机的竞争，使主机竞争速度加快，确定方式简单。本发明通过工频同步信号进行主机和从机之间的同步，可以实现旁路异常，主机和从机仍可以进行同步切换，提高了系统的带载能力，同时无需考虑逆变器的容量。
文档编号H02J3/38GK101494383SQ20081000518
公开日2009年7月29日 申请日期2008年1月23日 优先权日2008年1月23日
发明者周党生, 州 舒, 马春红 申请人:力博特公司