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電力操作電源系統在現代動(dòng)力系統中占有重要的地位,主要用于發(fā)電廠(chǎng)、變電站中,作為直流機構、繼電保護、信號、自動(dòng)控制、事故照明、儀器儀表以及應急事故負荷等的重要電源。其性能和質(zhì)量直接關(guān)系到電網(wǎng)的安全運行和設備的安全。

本文通過(guò)對常用的均流方法的分析以及兩種自動(dòng)選主的均流方法的小信號模型的建模分析,選擇了自動(dòng)選主的主從均流方法。采用該均流方法可實(shí)現模塊電源間的均流,提高均流環(huán)的響應速度,實(shí)現模塊電源并聯(lián)系統的冗余。使用均流集成控制芯片UC3902實(shí)現動(dòng)態(tài)均流,并設計了基于自動(dòng)選主的主從均流的控制電路,實(shí)現了系統的均流控制。

2 均流控制的基本原理

為了能使各電源均分負載電流,首先需要深入分析電源電流分配不均的機理,然后采取相應的對策。多個(gè)電源并聯(lián)后的情況如圖1所示。所有電源輸出連接在一起,因此它們的輸出電壓都是相同的,但每個(gè)電源的給定量、反饋比例系數略有差異,再考慮到運放的失調電壓也各不相同,因此各電源誤差信號也各不相同(下角標k均表示第k個(gè)電源)。各電源的電壓調節器通常都采用比例-積分(PI)調節器。

當各電源的輸出剛并聯(lián)到一起時(shí),有的電源誤差信為正,電壓調節器正向積分,開(kāi)路電壓提高,輸出電流增加;有的電源為負,電壓調節器反向積分,開(kāi)路電壓降低,輸出電流變小。

當負載電流小于單臺電源的較大限流值時(shí),較終進(jìn)入穩態(tài)后的情況是,有一臺電源的為零,調節器正常工作,而其它電源的為負值,調節器處于下限飽和狀態(tài)。全部的負載電流都由為零的點(diǎn)源承擔,其它電源輸出電流為零。

 

圖1并聯(lián)后的電源系統

 

當負載電流較大,超過(guò)了單臺電源的較大限流值,情況就稍微復雜一些。有些電源的為正,有些電源 為負,較多有一個(gè)電源為零。 為正的電源輸出電流為較大限流值, 為負的電源輸出電流為零, 為零的電源輸出電流介于零和限流值之間。所有的電源的輸出電流和等于負載電流。

根據以上的分析,電源并聯(lián)后輸出電流不相等的原因是,在輸出電壓相同的條件下,電壓調節器誤差信號不同,這反映了電路參數的分散性。為了能夠補償這種分散性,使各電源的輸出電流相等,并且都等于零,必須采取控制措施。因此,并聯(lián)運行均流控制的基本原理就是通過(guò)檢測模塊的輸出電流,判斷它的不均流程度,用這個(gè)信號去改變直流輸出電壓的給定或者反饋的量,使電壓調節器誤差信號為零以及各模塊電源電壓調節器輸出的電流給定相同,以達到控制均流的目的。

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