随着信息处理技术的不断发展,尤其是计算机的广泛应用和互联网的发展迅猛,信息设备对UPS供电系统的容量及技术要求越来越高,其可靠性备受关注,大功率UPS并联供电系统得到重视。如何保证UPS并联系统在电网恶劣的条件下稳定、可靠运行是UPS厂家需要考虑的问题。文中介绍一种基于TI公司生产的TMS320C240 DSP控制器构成的400kVA大功率UPS的并联控制技术,与电网的同步、并联系统中各台UPS间的同步及均流控制成为并联UPS系统控制的关键。UPS并联系统中的核心部分是精度很高的锁相环,模拟锁相环是一门成熟的技术,以其独特的优良性能在许多领域得到广泛应用。但随着数字技术的发展,UPS的全数字化控制是大势所趋,因此,锁相环也逐渐过渡为数字化,数字DSP控制锁相环相对于模拟锁相环实现起来更方便,同时用软件代替硬件实现,还可以结合系统的其他功能统一设计,节省成本。

　　1 大功率UPS的并联控制方案

　　并联供电系统中的各台UPS要实现并联,需具备以下条件:各台UPS需同频、同相、同幅,如何保证并联系统中各台UPS间的相位、幅值及频率是并联控制技术的关键。因此并联系统中UPS的同步控制技术、负载均流控制技术成为大功率UPS并联供电系统可靠运行的关键因素,以下阐述400kVA 大功率UPS的并联控制。

　　1.1 并联供电系统UPS的同步控制

　　(1)UPS的锁相控制原理

　　市电电压波形及UPS输出电压波形都是正弦波。设UPS逆变电压的频率为f，而市电电压的频率为f1，故市电电压波形的瞬时值可表示为：u1=Um1sinω1t=Um1sin2πf1t,UPS逆变输出电压波形的瞬时值可表示为:u=Umsin(ωt±θ)=Umsin(2πft±θ),其中+θ为UPS输出波形超前于市电波形的相位角;-θ为UPS输出波形滞后于市电波形的相位角。要实现UPS与市电的同步必须要求:f=f1,θ=0,关键在于如何实现2πf1t=2πft±θ,只能通过改变f使得θ逐步减小,最终θ=0,f=f1,即当UPS输出波形超前于市电波形时,要求该UPS输出电压的频率降低,即f=f1-θ/(2πt);当UPS输出波形为滞后于市电波形时,则要求该UPS输出电压的频率升高,即f=f1+θ/(2πt)。

　　(2)并联UPS系统同步锁相的实现

　　400kVA大功率UPS并联系统的同步锁相是采用TMS320C240 DSP控制器来实现相关的同步算法。并联系统UPS在市电与逆变切换时,若在切换的瞬间，二者的输出波形不一致,会造成供电中断,另一方面也可能会因两台UPS之间环流过大而导致UPS损坏。为确保UPS供电系统在市电与逆变的切换时不存在环流,必须保证市电波形与逆变波形保持相位接近;因此需要一种装置来检测市电的相位变化,并用于控制逆变器输出电压的相位和频率,使逆变器与市电保持同步运行。