基于下垂特性控制的无互联线并联UPS建模与稳定性分析.pdf

第24卷第2期中国电机工程学报Vol.24No.2Feb.2004
2004年2月ProceedingsoftheCSEE©2004Chin.Soc.forElec.Eng.
文章编号：0258-8013（2004）02-0033-06中图分类号：TN86文献标识码：A学科分类号：470·4031
基于下垂特性控制的
无互联线并联UPS建模与稳定性分析
林新春，段善旭，康勇，陈坚
（华中科技大学电气与电子工程学院，湖北武汉430074）

MODELINGANDSTABILITYANALYSISFORPARALLELOPERATIONOFUPSWITH
NOCONTROLINTERCONNECTIONBASINGONDROOPCHARACTERISTIC
LINXin-chun,DUANShan-xu,KANGYong,CHENJian
（HuazhongUniversityofScienceandTechnology,Wuhan430074,China）

ABSTRACT:Thedroopcharacteristicisaneffectivecontrol面的资料，但是大部分并联在控制上是需要互联线
schemefortheparalleloperationofUPSsystemswithno的，以检测并联系统中的其它模块的一些信息（比
controlinterconnection.Thispaperpresentsasmall-signal方说，电流与功率大小）[1]。并联系统中互联线的
modelfortwoparalleledsingle-phaseUPSsystemswiththe存在，会限制并联UPS之间的距离，同时也可能
droopcontrolscheme.Basingontheproposedsmall-signal引入噪声，因此其应用有一定的局限性。
model,wehaveanalyzedtheinfluenceofvariousparameterson
本文利用下垂特性[2]来实现UPS的无互联线
thestabilityofparalleledsystems,whichgaveguidesforthe
并联。在此方案中，每台UPS仅需要检测那些可
designoftheparalleledsystems’parameters.Thesimulation
以就近检测的量，比方说，本机输出的有功功率与
andexperimentalresultsbothconfirmthevalidityofthe
proposedsmall-signalmodel.无功功率，从而去掉了并联UPS之间控制上的互
联线，大大提高了系统的性能，真正实现了模块化。
KEYWORDS:Small-signalmodel;Stability;Activepower;
并联系统中首先要保证的就是系统的稳定
Reactivepower;UPS
性。但是由于UPS并机系统非常复杂，影响系统
摘要：在UPS无互联线并联中，下垂特性控制是一种有效
稳定性的参数很多。比方说，下垂特性的系数KP
的控制方案。该文以2台单相UPS无互联线并联为研究对
与KV、功率检测的等效滤波器时间常数τ1(τ2)、并
象，提出了基于下垂特性控制的2台并联逆变器系统的小
机电抗XL和线路电阻rL等等都对整个系统的稳定
信号模型。利用此模型，分析了并机系统中各种参数对并性有比较大的影响，因此迫切需要从理论上对此加
联系统稳定性的影响，这些分析给设计并联系统的参数提
以分析，以提供正确的系统与参数设计。文[3]提
供了较好的指导。仿真与实验结果都证实了采用小信号模
出了一种确定下垂参数KP与KV的方法，但是，在
型的分析的正确性。
这种分析方法中有太多的参数，分析起来极其复
关键词：小信号模型；无互联线并联；有功功率；无功功杂，很不方便于设计。
率；UPS本文提出了一种新的用小信号分析建立的模
1引言型。此模型简单而且易于理解，可以为设计者提供
较好的系统与参数设计，以满足系统稳定性的要
近几年来，通过的并联来扩大系统的容
UPS求。为了验证此模型的正确性，进行了仿真分析与
量以及提高系统的稳定性渐渐成为一种发展趋势。实验研究，结果表明此模型是完全正确的，它可以
目前尽管在文献中可以看到很多关于UPS并联方给设计并机系统的参数提供正确的指导。

基金项目：国家自然科学基金项目（50007004）。2模型的建立
ProjectSupportedbyNationalNaturalScienceFoundationofChina
（50007004）．2台单相UPS的并联等效电路如图1所示，

万方数据
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利用瞬时功率理论[4]，由此图