逆变器的并联运行方案详解

一、集中控制并联方案

集中控制并联方案是一种较早提出的方案，在该方案中，并联控制模块检测市电频率和相位，同时给出同步信号给每个逆变器。当市电掉电时，每个逆变器的锁相环电路保证输出电压的频率和相位的一致。并联控制模块同时还检测负载电流，除以参与并联逆变器的台数，作为每台逆变器的电流参考指令。同时，每台逆变器检测自身的输出电流，与平均电流求误差用以补偿参考电压指令，消除环流。

集中控制并联方案实现简单，均流效果也较好，但是并没有实现真正的冗余，并联控制器一旦故障，则整个系统崩惯，可靠性大大降低。

二、主从控制并联方案

主从控制并联方案是从集中控制并联方案衍生而来，其主要改进之处在于可以通过模式选择开关、软件设定、硬件指定或工作状态进行主、从模块间的切换，从而避免了集中控制模式中由于控制器发生故障导致系统崩渍的可能。

主从控制并联方案的优点：

1、控制简单，无需复杂的均流控制电路，实现相对比较容易。

2、整个系统的稳定度和控制精度较好，动态性能良好，对线性负载和非线性负载都有较好的均流能力。

3、可以方便地实现功率的控制和分配。

主从控制并联方案的缺点：

1、由于有主从模块之分，同时需要额外的控制器，整个系统中各个模块并不是地位均等，一旦控制器发生故障，则整个系统崩溃，并没有实现真正的冗余。

2、主从模块进行切换时，由于基准正弦波幅值和相位的差异，容易产生很大的瞬时环流，主从模块切换是造成系统崩溃的重要因素。

三、分布式控制并联方案

分布式控制并联方案也称分散逻辑控制并联方案，分布式并联控制是一种真正的冗余控制方法。分布式控制并联方案主要包括平均电流瞬时控制方案和有功无功控制方案。

平均电流眠时控制方案

平均电流瞬时控制方案一般通过锁相环电路保证各个模块基准电压的严格同步、通过求出各个模块输出电流的瞬时平均值进行电流的调节。

该控制方案的特点如下：

1、采用两条并联控制线：输出电流平均线、基准方向频率/相位同步线。

2、各个模块之间地位一致，可以实现真正的分布式冗余控制。

3、采用瞬时值控制方式，动态响应快，均流特性好。

4、模块间的模拟通信信号较多，因此容易受到干扰，同时容易导致EMI 问题。

5、各个模块基准电压的幅值和频率的偏差对系统控制精度和系统的稳定性影响较大。

有功无功控制方案

有功无功控制方案则是通过检测本机的有功、无功信息，通过有功、无功并联线与其他模块通信，通过与其他模块有功、无功功率比较，对本模块的输出电压 的频率、幅值进行调节，实现逆变器的并联。

该方案的特点如下：

1、采用三条并联控制线：有功功率线、无功功率线、频率线。

2、并联控制线属于直流信号，抗干扰能力较强。

3、属于平均值控制方式，动态响应较差。

4、有功、无功的计算量大。

四、3C控制并联方案

3C控制方法是采用眼踪的思想中，将第一台逆变器的输出电流反馈信号加到第二台逆变器的控制回路中，第二台的输出电流反馈信号加到第三台，依次连接，最后一台的输出电流反馈信号返回到第一台逆变器的控制回路 ，使并联系统在信号上形成一个环形结构，在功率输出方面形成并联关系。

3 C控制并联方案是分布式控制方法的改进，虽然其环形信号通路中每一模块仅接受上一模块的电流信号，但此信号中已包含其他模块的信息。因此，3C方案的互联线大大减少，既减小了干扰，又非常容易实现多台的并联。但是控制器的设计相当复杂，常规控制方案无法实现系统的可靠运行。

五、无线并联控制方案

无线并联方案是从有功无功并联方案发展而来，借助电机并网中下垂特性的思想，通过预先设计的权值控制，使得逆变器的输出电压的频率和幅值分别随着输出有功功率和无功功率的增加而下降，从而使逆变器的 输出电压和频率稳定在一个新的平衡点上。

无线并联方案的特点：

1、所有并联逆变器除了输出功率线外，没有别的电气连接，实现了真正的无线并联 。

2、基于下垂特性的无线并联方案是在输出电压频率、幅值与有功、无功均分的一个折中，因此输出特性软化 。

3、由于有功、无功的计算一般在一个工频周期内计算得出，因此大大限制了动态响应 。

4、系统参数对均流效果影响很大，使得参数的选择极为困难 。

审核编辑：符乾江