1引言

信息技術的高速發展和廣泛應用，對其供電電源的質量和可靠性要求越來越高，多模塊并聯實現高可靠性大容量電源被供認為今電力電子技術發展的重要方向之一。以通信二次電源的構成方式為例，從最初的單模塊供電發展到1+1冗余，現在N+1方式已被廣泛認可。同主電路和控制電路的研究發展過程相同，逆變器并聯運行技術的研究也是在借鑒DC/DC并聯技術的基礎上不斷深入，逆變器由于是正弦輸出，其并聯和熱插拔遠比直流電源復雜得多[1]，有相序(三相時)、頻率、相位、和波形等5個，其中任意一個與電網不一致，就不能使逆變器投入電網;由于交流輸出，不能象DC/DC變換器那樣簡單地用二極管來隔離故障單元。再進一步，要實現UpS并聯，則在實現逆變器并聯的基礎上，還要解決市電跟蹤和旁路控制等問題。近幾年，國外一些著名UpS公司，如EXIDE，ApC，三菱等，已先后推出并機系統產品[2~4]，擁有各自的專利技術。在國內，逆變器并聯正成為研究熱點之一，但已經實現UpS并機的研究成果或產品尚未見報道。

南航特種電源重點實驗室在多年逆變器并聯運行技術研究的基礎上[5]，與科華公司合作，以FR-UK系列(5—100KVA)UpS為背景機，研制成功擁有自主技術的UpS冗余并聯產品樣機。

2冗余并聯控制的基本原理

目前逆變器的并聯控制方式有集中控制、主從控制、分散邏輯控制和無互連線獨立控制等方法[6]。如，EXIDE產品采用無互連線方式，它在各臺UpS性能一致性很好的前提下，檢測本機輸出功率從一個周期到下一個周期的變化，按照一定的算法，調節本機輸出電壓相位，使各并聯單元之間的相位差調節到最小值，從而實現均流供電[4];三菱UpS是檢測瞬時環流值，分解為有功和無功分量，通過控制幅度和相位偏差，分別均衡電流的無功和有功功率[2]。

本文所提出的并機系統的結構如圖1。這是一種有互連線的分散邏輯控制并機方式。互連線包括同步線、均流線和狀態線，不多于5條。多機并聯時，互連線通過母線槽連接。并機控制環

節分散在各個UpS單機中，各單機完全等價。構成并聯系統時不用附加額外的控制模塊，理論上可以任意數目并聯，也可單機運行。允許熱插拔。本方法的技術關鍵引入了局部反饋和解耦控制的概念。通過施加與基準信號發生器的同步控制，首先使各單機的輸出電壓基本上實現同頻、同相;然后在傳統SpWM逆變控制的基礎上，新增了一個均流調節器，實現各單機的輸出電流均衡。

所有的并機控制均在主控板(逆變控制板)上實現。UpS的其它部件(如DC/AC主電路)幾乎沒有變動。)各單機內部均有旁路。以雙機并聯為例，正常情況下，雙機并聯逆變輸出;其中一臺UpS關機或故障脫機時，由另一臺UpS單獨逆變供電;只有兩臺UpS都關機或故障脫機時，才轉向旁路供電(兩臺UpS同時轉為旁路輸出)。

3實驗結果及分析

對6KVAUpS樣機進行了雙機和三機冗余并聯系統實驗。重要實驗結果如圖2~圖4及表1~表3。分析實驗結果，可見：

(1)分析圖2,并機過程均流迅速、輸出電壓無擾動。作為負載。故突加負載時，雖然標稱功率新增一倍，但實際瞬間負載增大了很多倍，所以圖3中，此瞬間電感電流較穩態大得多。

(2)分析圖3，負載突變過程，并聯系統有良好的動態均流特性

(3)分析表1和表2，并機系統的THD一般略大于單機，這是我們所不希望的。

(4)分析表2表3和圖3，雙機或三機并聯系統在線性及整流性負載條件下，均有好的均流特性。輕載時電流相對誤差△I/較大的重要原因是各UpS的輸出濾波電容值的偏差造成的。由于并聯系統直接是對輸出濾波電感電流均流，故電容電流的偏差必然造成輸出電流(實測量)的偏差。影響均流的另一個重要因素是各UpS的等效電流采樣系數值的離散性。

4結語

數字化控制是UpS產品升級的一個重要內容，關于復雜的并機系統更加有意義。本文所介紹的并機控制方法，目前是以單片機和模擬控制混合實現的。其功能實現的完善性、復雜化尚待改進。根據仿真和分析，采用全數字化控制后，可以大大簡化硬件設計;進一步提高故障監控能力;增強自主分析能力、保證控制參數的高度一致性，減少互連線的數目。

參考文獻：

[1]嚴仰光，UpS發展的幾個問題，南京特種航天大學特種電源特種科技重點實驗室學術年會(ApSC'2000)論文集，2000.10，136~137

[2]莊光前，徐永富，高可靠的三菱UpS冗余并機技術，UpS應用，2000.1

[3]沈衛東，一種高可靠性、高可用性的模塊化UpS冗余系統，UpS應用，2000.2

[4]李成章，智能化UpS供電系統原理與維修，北京：電子工業出版社，99.3

[5]邢巖，逆變器并聯運行系統的研究，南京特種航天大學博士論文，1999.12

[6]段善旭等，UpS電壓型逆變電源并聯控制技術研究，電源世界，2000.2