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逆变电源并联控制方法一般分为集中控制、主从控制、分散式控制和无互联线控制4种方案。
采用冗余并机技术，即将逆变器的输出端直接连接同时给负载供电，可以提高UPS的容量和系统的可靠性，使成本下降，可维护性增强，但是，并联模块越多，各模块间的均流问题越难解决。
3.1 集中式控制
在早期的逆变器并联控制中多采用集中式控制技术，其控制框图如图5所示。
图5 集中式并联系统图
集中控制的特点是存在一个集中控制器。集中控制器给每个并联逆变器提供统一的基准信号，由各个逆变器的锁相电路保证其输出电压的频率和相位与基准信号保持一致。由集中控制器检测出总负载电流IL，然后将IL除以n作为各台逆变电源的电流指令，各逆变电源检测出各自的实际输出电流后，求出电流偏差。假如各逆变器输出电压的频率和相位偏差不大时，可以认为电流的偏差主要是由于电压幅值的不一致引起的。因此，这种控制方式可将电流偏差作为电压输出指令的补偿量，用于消除电流的不平衡。
由于集中控制器的作用，这种控制方式比较简单，且均流的效果也较好。但是，集中控制器的存在使得系统的可靠性有所下降，一旦控制器发生故障将导致整个供电系统的崩溃，所以，集中控制式并联的可靠性不高。
3.2 主从式并联控制
主从式并联系统图如图6所示。为了避免集中控制器故障而引起系统的崩溃，提出了一种主从并联控制。通过将并联控制器放到每台逆变器中，通过一定的逻辑确定一台为主机，如将最先启动的一台或固定的某台逆变器确定为主机。当主机出现故障时，故障机自动的退出系统，一台从机自动地切换为主机，执行主机可控制功能。这种控制方法的原理与集中控制是一样的，只是避免了控制器出现故障时整个系统的崩溃，提高了系统的可靠性。
图6 主从式并联系统图
在一些主从控制并联系统中，正常运行时只有主机的内部存在电压环，从机内部没有电压环，从机接收主机的电压环输出作为电流环的电流指令，因此，主机是电压型逆变电源，从机是电流型逆变电源。
主从控制解决了单个逆变器故障的问题，但是，由于存在主从切换的问题，其可靠性也就打了一定的折扣。一旦主从切换失败，必将导致系统的瘫痪。
3．3 分散式并联控制
图7是一种采用三个平均信号作为逆变器之间的并联总线信号的控制框图，从这个框图中可以看出分布式系统的一般特点。图7中ave是一个求平均值的电路，通过这个电路，逆变器之间的反馈电压vf，参考电压vr及反馈电流if的平均值都被用于每个逆变器的控制，各个逆变器的控制功能完全一致，加入或者去掉一个逆变器模块对系统来说也就不需要额外的逻辑判断了，很适合冗余系统的维护。
图7 分散式控制并联系统图
在分散式控制中，整个系统中各台逆变器的地位是相等的。当某台逆变器一旦发生故障，该台逆变器就自动的退出系统，而其余的逆变器不受影响。分散控制的并联系统解决了集中控制和主从控制中存在的单台逆变器故障导致整个系统瘫痪的缺点，使并联系统的可靠性大大的提高。
虽然分散式控制方案使系统运行具有较高的可靠性，但是，随着并联系统中逆变器数量的增加，逆变器之间的相互连线将变得复杂；同时，各台逆变器之间的距离也将随之扩大，从而导致连线的困难，干扰也比较严重。总之，随着并联逆变器的增多，将降低系统的可靠性。
3．4 无互连线式并联
为了减少逆变器之间的连线，近年来提出了一种无互连线式的UPS并联系统，其控制框图如图8所示。
图8 无互连式的UPS并联系统
这种无互连线式的并联的原理是基于逆变器的外特性下垂法[5]。模块间没有控制信号连线。它仅以本模块有功功率、无功功率和失真功率为控制变量，从而使各模块独立工作。各模块有自己的控制电路，之间唯一的?接是各模块交流并联功率输出线。均流靠模块内部输出频率、电压和谐波电压分别随输出的有功功率、无功功率和失真功率呈下垂特性，从而实现同步和均流。在具体的实现中，一般通过逆变器的控制器，使它的频率和电压外特性下垂。但是，这种控制方法存在一个严重的缺陷，即逆变器的输出特性必须设计为软特性，输出电压和频率必须随着负载的大小变化，对于一个利用下垂特性的系统来说在从空载到满载变化时，频率将会变化2rad/s，幅值将会变化10％，这对于一个电源来说是不可接受的。
4 逆变器控制的发展方向
逆变器可采用的控制方法种类繁多，每一种控制方法都有其独特的优点及适用场合，也有其不足之处。同时采用不同的控制方法形成复合控制，可以实现取长补短、优势互济的目的，因此，复合控制是逆变器控制方法的一个发展趋势。随着控制理论和数字处理芯片的迅速发展，使各种先进控制方法的实现成为可能，逆变器的数字化控制方法成了今后交流电源领域中的一个研究热点和发展趋势。 |
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