一種均流控制方法及應用該方法的電力並聯繫統的製作方法

2023-05-29 06:18:56

專利名稱：一種均流控制方法及應用該方法的電力並聯繫統的製作方法
技術領域：
本申請涉及電源技術領域，特別是涉及一種均流控制方法及應用該方法的電力並聯繫統。
背景技術：
隨著電力電子設備單機容量等級的提升，採用並聯結構的電力電子設備並機數目越來越多，為實現模塊間的均流控制，通常各個模塊間採用互聯線來交換數據，以實現良好的均流效果。隨著並機容量的要求逐漸提高，並機模塊數越來越大，使得傳統互聯線方式並機系統接線複雜，接線方式隨模塊數增加複雜程度呈指數上升，可靠性嚴重下降，同時，大量的數據交換導致系統數據傳輸量過大，對並機信號傳輸要求越來越嚴苛。並機方式及算法成為了並機方式擴容的主要瓶頸。目前，現有的實現均流控制有兩種方案分布式控制方案和集中式控制方案，其中在分布式控制方案中，所有的機架直接與總線相連接，這樣所有的模塊在整個並聯繫統中控制算法相對獨立，使得並聯繫統中的所有的棋塊可實現完全冗餘。系統中各模塊的輸出電流檢測信號都送至平均電路，各個模塊控制自身的輸出電流與平均電流保持一致。但由於分布式控制系統中模塊數較多時，數據傳輸較為複雜，各個模塊都要發送和接收數據，模塊越多，總線上的結點數越多，誤碼率高，通信速率越慢，造成通信延遲，而網絡通信延時又對系統的控制性能的影響越大，降低系統的可靠性。而在集中式控制方案中，由一個外部控制器或是一個主模塊控制所有模塊的輸出電壓，這裡比較常見的有兩種一種是設置外部控制器利用外部控制器產生統一的PWM開關信號或是調製波，控制所有模塊的功率器件進行同步開關轉換；另一種是採用共用電壓外環由外部集中控制器負責電壓環的調節，電流指令，各個模塊負責電流環控制和發波環節。但由於在集中式控制方案中，所有的模塊共用一個外部控制器或是主模塊。因此主控制器或主模塊的故障會導致整個系統崩潰，系統可靠性降低，並且由於所有的子模塊都需要與外部控制器或是主模塊交換數據，且存在於一條總線上，控制器與模塊間的連線過多，誤碼率高，通信速率越慢，造成通信延遲，而網絡通信延時又對系統的控制性能的影響越大，降低系統的可靠性。由此可見，上述兩種實現均流控制的方案在實施過程中，均存在誤碼率高，通信速率越慢的問題，進而導致通信延遲，並且網絡通信延時又會對系統的控制性能的影響越大，降低系統的可靠性。

發明內容
有鑑於此，本申請實施例提供一種均流控制方法及應用該方法的電力並聯繫統，以解決現有技術中存在的由於誤碼率高、通信速率越慢而導致通信延遲以及系統可靠性差的問題。
為了實現上述目的，本申請實施例提供的技術方案如下一種均流控制方法，該方法包括採集機架的總電流和機架中單功率模塊的數量，將採集到的所述總電流和單功率模塊的數量發送到第一總線上；接收第一總線上所有機架的總電流和所有機架中單功率模塊的數量，以及，計算所有機架中的單功率模塊的平均電流；採集機架的輸出電壓和指令電壓，利用所述輸出電壓、指令電壓和所述平均電流生成電流指令；根據所述電流指令控制機架內多個所述單功率模塊進行均流輸出。一種均流控制方法，該方法包括採集機架的總電流和機架中單功率模塊的數量，將採集到的所述總電流和單功率模塊的數量發送到第一總線上；接收第一總線上所有機架的總電流和所有機架中單功率模塊的數量，以及，計算所有機架中單功率模塊的平均電流，且將所述平均電流發送到第一總線上；採集機架的輸出電壓和指令電壓，利用所述輸出電壓、指令電壓和平均電流生成電流指令；根據所述電流指令控制機架內多個所述單功率模塊進行均流輸出。一種均流控制方法，該方法包括以下步驟採集機架的總電流和機架中單功率模塊的數量,並將採集到所述總電流和單功率模塊的數量發送到第一總線上；接收所述第一總線上發送的所有機架中的單功率模塊的平均電流；採集機架的輸出電壓和指令電壓，利用所述輸出電壓、指令電壓和所述平均電流生成電流指令；根據所述電流指令控制機架內多個所述單功率模塊進行均流輸出。一種機架，機架之間通過第一總線通信，該機架包括集中控制器、多個單功率模塊和多個單功率模塊控制器，其中所述集中控制器通過第二總線分別與多個單功率模塊控制器相連接；所述集中控制器，用於採集機架的總電流和機架中單功率模塊的數量並發送到第一總線上；接收第一總線上所有機架的總電流和所有機架中單功率模塊的數量，以及，計算所有機架中單功率模塊的平均電流；採集機架的輸出電壓和指令電壓，利用輸出電壓、指令電壓和所述平均電流生成電流指令，將所述電流指令同步分發給多個單功率控制器；每個所述單功率模塊控制器均與一個所述單功率模塊相連接，且多個單功率模塊控制器與多個單功率模塊一一對應，每個所述單功率模塊控制器用於利用所述電流指令控制與其相連接的單功率模塊進行均流輸出。一種主機架，所述主機架與其它機架之間通過第一總線通信，所述主機架包括主機架集中控制器、多個單功率模塊和多個單功率模塊控制器，其中所述主機架集中控制器通過第二總線分別與多個單功率模塊控制器相連接；所述主機架集中控制器，用於採集主機架的總電流和主機架中單功率模塊的數量並發送到第一總線上；接收第一總線上所有機架的總電流和所有機架中單功率模塊的數量，計算所有機架中單功率模塊的平均電流並發送到第一總線上；採集主機架的輸出電壓和指令電壓，利用輸出電壓、指令電壓和所述平均電流生成電流指令，並將所述電流指令通過所述第二總線同步分發給多個單功率控制器；每個所述單功率模塊控制器均與一個所述單功率模塊相連接，且多個單功率模塊控制器與多個單功率模塊一一對應；每個所述單功率模塊控制器用於利用所述電流指令控制與其相連接單功率模塊進行均流輸出。一種從機架，所述從機架與其他機架之間通過第一總線進行通信，所述從機架包括從機架集中控制器、多個單功率模塊和多個單功率模塊控制器，其中所述從機架集中控制器通過第二總線分別與多個單功率模塊控制器相連接；所述從機架集中控制器，用於採集從機架的總電流和從機架中單功率模塊的數量並發送到第一總線上；接收第一總線上所有機架中單功率模塊的平均電流；採集從機架的輸出電壓和指令電壓，利用輸出電壓、指令電壓和所述平均電流生成電流指令，並將所述電流指令通過所述第二總線同步分發給多個單功率控制器；每個所述單功率模塊控制器均與一個所述單功率模塊相連接，且多個單功率模塊控制器與多個單功率模塊一一對應，每個所述單功率模塊控制器用於利用所述電流指令控制與其相連接的單功率模塊進行均流輸出。一種電力並聯繫統，包括多個機架,多個機架之間通過第一總線通信,並且每個所述機架包括集中控制器、多個單功率模塊和多個單功率模塊控制器，其中所述集中控制器通過第二總線分別與多個單功率模塊控制器相連接；所述集中控制器，用於採集機架的總電流和單功率模塊的數量並發送到第一總線上；接收第一總線上所有機架的總電流與所有機架中單功率模塊的數量，並計算所有機架中單功率模塊的平均電流；採集機架的輸出電壓和指令電壓，且利用輸出電壓、指令電壓和所述平均電流生成電流指令，並將所述電流指令通過所述第二總線同步分發給多個單功率控制器；每個所述單功率模塊控制器均與一個所述單功率模塊相連接，且多個單功率模塊控制器與多個單功率模塊一一對應，每個所述單功率模塊控制器用於利用所述電流指令控制與其相連接的單功率模塊進行均流輸出。一種電力並聯繫統，包括一個主機架和多個從機架，其中所述主機機架和多個從機架之間通過第一總線進行通信；所述主機架包括主機架集中控制器、多個單功率模塊和多個單功率模塊控制器，並且所述主機架集中控制器通過第二總線分別與主機架中多個單功率模塊控制器相連接;所述從機架包括從機架集中控制器、多個單功率模塊和多個單功率模塊控制器，並且所述從機架集中控制器通過第二總線分別與從機架中多個單功率模塊控制器相連接；所述主機架集中控制器，用於採集所在主機架的總電流和主機架中單功率模塊的數量並發送到第一總線上；接收第一總線上所有機架的總電流和所有機架中單功率模塊的數量，計算所有機架中單功率模塊的平均電流並發送到第一總線上；採集主機架的輸出電壓和指令電壓，利用輸出電壓、指令電壓和所述平均電流生成電流指令，並將所述電流指令通過主機架內的第二總線同步分發給主機架內多個單功率控制器；所述從機架集中控制器，用於採集所在從機架的總電流和從機架中單功率模塊的數量，並發送到第一總線上；接收第一總線上所有單功率模塊的平均電流；採集所在從機架的輸出電壓和指令電壓，利用輸出電壓、指令電壓和所述平均電流生成電流指令，並將所述電流指令通過從主機架內的第二總線同步分發給所在從機架內多個單功率控制器；所述主機架內的多個單功率模塊控制器均與主機架內多個單功率模塊一一對應；所述從機架內的多個單功率模塊控制器均與該從機架內多個單功率模塊一一對應；每個所述單功率模塊控制器用於利用所述電流指令控制與其相連接的單功率模塊進行均流輸出。由以上技術方案可見，本申請實施例提供的該均流控制方法，機架之間通過第一總線進行通信，並且每個機架獲取各自機架的總電流和單功率模塊的數量，並發送到第一總線上；然後，可以利用一個機架根據第一總線上的總電流和單功率模塊計算所有單功率模塊的平均電流，並且將計算得到的平均電流值通過第一總線分發給所有機架，也可以控制所有機架均分別計算所有單功率模塊的平均電流，最後，當每個機架均得到所有單功率模塊的平均電流後，根據該平均電流以及所在機架的輸出電壓、指令電壓計算得到電流指令，並且將電流指令同步分發給所在機架內單功率模塊，以控制所有單功率模塊進行均流輸出。與現有技術相比，在本申請實施例中，機架間利用第一總線進行通信，而機架內則採用單獨的通信總線進行通信，這樣就使得機架之間與機架內的通信互相獨立，這樣就使得機架之間傳輸的數據減少，可以降低控制環節通信延遲，並且同時可以降低誤碼率，提高系統的性能與可靠性。


為了更清楚地說明本申請實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請中記載的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1本申請實施例提供的一種電力並聯繫統的結構示意圖；圖2為本申請實施例提供的均流控制方法的一種流程示意圖；圖3為本申請實施例提供的均流控制方法的另一種流程示意圖；圖4為本申請實施例提供的均流控制方法的又一種流程示意圖；圖5本申請實施例提供的另一種的電力並聯繫統的結構示意圖；圖6為本申請實施例提供的均流控制方法的又一種流程示意圖；圖7為本申請實施例提供的均流控制方法的又一種流程示意圖；圖8為本申請實施例提供的一種機架的結構示意圖；圖9所示為圖8中集中控制器的結構示意圖；圖10所示為圖8中單功率模塊控制器的結構示意圖；圖11為本申請實施例提供的一種主機架的結構示意圖12為本申請實施例提供的一種從機架的結構示意圖。
具體實施例方式為了使本技術領域的人員更好地理解本申請中的技術方案，下面將結合本申請實施例中的附圖，對本申請實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本申請一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本申請中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應當屬於本申請保護的範圍。一個實施例圖1本申請實施例提供的一種電力並聯繫統的結構示意圖。本身實施例提供的電力並聯繫統可以包括多個機架，如圖1所示，圖中電力並聯繫統中包括三個機架I，每個機架I中均包括一個集中控制器11、多個單功率模塊12和多個單功率模塊控制器13，其中集中控制器11與多個單功率模塊12之間通過第二總線B相連接，相鄰機架I中的集中控制器11之間通過第一總線A相連接，並且第一總線A與第二總線B相互獨立。圖2為本申請實施例提供的均流控制方法的一種流程示意圖。如圖2所示，該均流控制方法包括以下步驟 S201 採集機架的總電流、機架中單功率模塊的數量，將採集到的總電流和單功率模塊的數量發送到第一總線上。採集機架的總電流和機架中單功率模塊的數量，是為了方便後續計算所有單功率模塊的平均電流，進而實現所有單功率模塊可以進行均流輸出。在採集機架的總電流和機架中單功率模塊的數量時，可以在機架內設置採集模塊，由採集模塊進行採集過程。並且採集完成後，機架再將總電流和單功率模塊的數量上傳到第一總線上。這裡第一總線作為機架之間的通信總線，主要用於控制環節中的數據傳輸。S202:接收第一總線上所有機架的總電流和所有機架中單功率模塊的數量，以及，計算所有機架中單功率模塊的平均電流。由於所有機架均將其總電流和其內單功率模塊的數量發送到第一總線上，所以，對於任意一個機架來說，直接從第一總線上就可以接收到所有機架的總電流和所有機架中單功率模塊的數量。進而將所有機架的總電流相加，並且將相加得到的和除以所有機架中單功率模塊的數量，就可以得到平均電流。在本申請實施例中，平均電流是指所有機架中每個單功率模塊的平均電流。S203 :採集機架的輸出電壓和指令電壓，利用輸出電壓、指令電壓和平均電流生成電流指令。當電力並聯繫統中的機架計算得到平均電流後，對於每個機架來說，還可以採集本機架的輸出電壓和指令電壓，然後結合輸出電壓、指令電壓以及計算得到平均電流來可以生成相應的電流指令。S204 :根據電流指令控制機架內多個單功率模塊進行均流輸出。根據計算得到的電流指令，以及單功率模塊的輸出電壓，對於每個單功率模塊，均分別單獨執行電流算法，即可調整單功率模塊的輸出電流大小。而且由於平均電流是利用所有機架的總電流以及單功率模塊的數量計算得到的，所有利用該平均電流來控制機架內的單功率模塊進行輸出，就可以實現所有機架中的單功率模塊進行均流輸出。由以上技術方案可見，本申請實施例提供的該均流控制方法，機架之間通過第一總線進行通信，每個機架獲取各自機架的總電流和單功率模塊的數量，並發送到第一總線上；然後，每個機架均可以從第一總線上接收所有機架的總電流和單功率模塊的數量，並且利用接收的數據計算所有機架中單功率模塊的平均電流，最後再將平均電流結合每個機架的輸出電壓、指令電壓生成用於控制單功率模塊的電流指令，並利用該電流指令控制所有單功率模塊進行均流輸出。與現有技術相比，在本申請實施例中，機架間利用第一總線進行通信，而機架內則採用單獨的通信總線進行通信，這樣就使得機架之間與機架內的通信互相獨立，這樣就使得機架之間傳輸的數據減少，可以降低控制環節通信延遲，並且同時可以降低誤碼率，提高系統的性能與可靠性。另一個實施例圖3為本申請實施例提供的均流控制方法的另一種流程示意圖。如圖3所示，該方法可以包括以下步驟S301 採集機架的總電流、每個機架中單功率模塊的數量，並將採集到的總電流和單功率模塊的數量發送到第一總線上。在每個機架中的集中控制器內設置有採集單元，採集單元可以對本機架內的總電流、輸出電壓以及單功率模塊的數量進行採集，並且採集單元將採集到的本機架內的總電流和單功率模塊的數量發送到第一總線上。S302:接收第一總線上所有機架的總電流與所有機架中單功率模塊的數量，並根據所有機架的總電流與所有機架中單功率模塊的數量計算所有機架中單功率模塊的平均電流。S303 :採集機架的輸出電壓和指令電壓，並計算機架的輸出電壓與指令電壓的電
壓差值。S304 :對電壓差值進行數字校正運行，得到機架的電容電流指令值；S305 :將輸出電容電流指令值與平均電流的值相加，生成電感電流指令值。S306 :利用電感電流指令值控制機架內多個單功率模塊進行均流輸出。又一個實施例圖4為本申請實施例提供的均流控制方法的又一種流程示意圖。如圖4所示，該方法可以包括以下步驟S401 :採集機架的總電流、每個機架中單功率模塊的數量,並將採集到的總電流和單功率模塊的數量發送到第一總線上。S402:接收第一總線上所有機架的總電流與所有機架中單功率模塊的數量，並計算所有機架中單功率模塊的平均電流。S403 :採集機架的輸出電壓和指令電壓，並計算機架的輸出電壓與指令電壓的電
壓差值。S404 :對電壓差值進行數字校正運行，得到機架的電容電流指令值；
S405 :將輸出電容電流指令值與平均電流的值相加，生成電感電流指令值。S406 :分別採集多個單功率模塊的電感電流值，並分別計算多個單功率模塊的電感電流值與電感電流指令值的電感電流差值。S407 :分別將多個單功率模塊的電感電流差值進行數字校正運行，得到多個單功率模塊的輸出電感電壓值。S408 :將每個單功率輸出電感電壓值分別與輸出電壓進行相加，得到輸出橋臂中點電壓值，並根據橋臂中點電壓值計算每個單功率模塊的調製波信號佔空比。S409:將計算得到每個單功率模塊的調製波信號佔空比分別發送給相對應的單功率模塊，控制機架內多個單功率模塊進行均流輸出。又一個實施例上述三個實施例中，電力並聯繫統中每個機架從第一總線上獲取所有機架採集到的數據，然後利用採集到的數據計算機架中所有單功率模塊的平均電流，並且結合自身數據和平均電流單獨控制各自機架內的單功率模塊進行均流輸出。另外，在其它實電流並聯繫統，還可以利用多個機架某一個機架來計算平均電流，然後將計算得到的平均電流通過機架間通信分發到其它機架。這樣，用來計算平均電流的機架就可以稱為主機架，即主機架可以起到控制作用，而電力並聯繫統的其他機架就可以稱為從機架，即從機架接收主機架的控制。圖5本申請實施例提供的另一種的電力並聯繫統的結構示意圖。如圖5所示，在本申請實施例中，該電力並聯繫統包括一個主機架2和多個從機架3，其中主機架2和從機架3之間通過第一總線A進行通信，並且主機架2包括第一集中控制器21和多個單功率模塊42，從機架3包括第二集中控制器51和多個單功率模塊52，並且第一集中控制器21與多個單功率模塊42之間通過第二總線B相連接，第二集中控制器51與多個單功率模塊52之間也通過第二總線B相連接。對於主機架2來說，如圖6所示，本申請實施例提供的該方法可以包括S601 :採集機架的總電流和機架中單功率模塊的數量，並將採集到的總電流和單功率模塊的數量發送到第一總線上；S602 :接收第一總線上所有機架的總電流與所有機架中單功率模塊的數量，並根計算所有機架中單功率模塊的平均電流，且將平均電流發送到第一總線上；S603:採集機架的輸出電壓和指令電壓，並且利用輸出電壓、指令電壓和平均電流生成電流指令；S604 :利用電流指令控制機架內多個單功率模塊進行均流輸出。在本申請其他實施例中，主機架2在計算所有單功率模塊的平均電流時，還可以通過第一總線發送給其他從機架3，而其他從機架就可以不計算平均電流。這樣就可以實現主機架控制其他從機架。相比與所有機架均計算平均電流的方案，可以避免由於不同機架的特殊性，導致不同機架計算得到平均電流之間可能存在誤差，進而導致最終無法較好地實現電力系統中的所有單功率模塊的均流輸出的問題。又一個實施例對於上一個實施例中的從機架3來說，如圖7所示，本申請實施例提供的該方法可以包括
S701 :採集機架的總電流和機架中單功率模塊的數量，並將採集到的總電流和單 功率模塊的數量發送到第一總線上。
S702 :接收第一總線上發送的所有機架中單功率模塊的平均電流。
S703:採集機架的輸出電壓和指令電壓，並且利用輸出電壓、指令電壓和平均電流 生成電流指令。
S704 :利用電流指令控制機架內多個單功率模塊進行均流輸出。
由於從機架無需計算平均電流，所以可以避免由於不同機架的特殊性，導致不同 機架計算得到平均電流之間可能存在誤差，進而導致最終無法較好地實現電力系統中的所 有單功率模塊的均流輸出的問題。
又一個實施例
與圖2所示方法相對應，本申請實施例還提供了一種機架。
圖8為本申請實施例提供的一種機架的結構示意圖。圖1為包括圖8所示機架的 電力並聯繫統。
如圖1和圖8所示，該機架包括集中控制器11、多個單功率模塊12和多個單功 率模塊控制器13，其中機架之間的集中控制器11通過第一總線A通信，集中控制器11通 過第二總線B分別與多個單功率模塊控制器13相連接，每個所述單功率模塊控制器13均 與一個所述單功率模塊12相連接，且多個單功率模塊控制器13與多個單功率模塊12 —一 對應。
如圖9所示，集中控制器11包括
電流採樣單元111，用於採集機架I的總電流；
數量採集單元112，用於採集機架I中單功率模塊數量；
採樣數據發送單元113，用於將採集到的總電流和單功率模塊的數量發送到第一 總線A上；
採樣數據接收單元114，用於接收第一總線A上所有機架的總電流和所有機架中 單功率模塊的數量；
平均電流計算單元115，用於根據所有機架的總電流和所有機架中單功率模塊的 數量計算所有機架中單功率模塊的平均電流；
電壓採樣單元116，用於採集機架I的輸出電壓和指令電壓；
差值計算單元117，用於將機架的輸出電壓與指令電壓進行比較，得到機架的輸出 電壓與指令電壓的電壓差值；
電容電流指令值計算單元118，用於對所述電壓差值進行數字校正運行，得到機架 的電容電流指令值；
電感電流指令值計算單元119，用於將所述輸出電容電流指令值與所述平均電流 的值相加，生成電感電流指令值，並且所述電感電流指令值作為電流指令。
如圖10所示，單功率模塊控制器12包括
電感電流值採集單元121，用於採集單功率模塊的電感電流值；
比較單元122，用於將所述電感電流值與所述電感電流指令值進行比較，得到單功 率模塊的電感電流差值；
數字校正單元123，用於將所述電感電流差值進行數字校正運行，得到單功率模塊 的輸出電感電壓值；
佔空比計算單元124，用於將所述輸出電感電壓值與所述輸出電壓進行相加，得到 單功率模塊的輸出橋臂中點電壓值，並根據所述橋臂中點電壓值計算所述單功率模塊的調 制波信號佔空比；
發送單元125，用於將計算得到的調製波信號佔空比發送給單功率模塊的佔空比。
與現有技術相比，在本申請實施例中，機架間利用第一總線進行通信，而機架內則 採用第二通信總線進行通信，這樣就使得機架之間與機架內的通信互相獨立，這樣就使得 機架之間傳輸的數據減少，可以降低控制環節通信延遲，並且同時可以降低誤碼率，提高系 統的性能與可靠性。
又一個實施例
在上述實施例中，電力並聯繫統中每個機架均從第一總線上獲取所有機架採集到 的數據，然後利用採集到的數據計算機架中所有單功率模塊的平均電流，並且結合自身數 據和平均電流單獨控制各自機架內的單功率模塊進行均流輸出。
另外，在其它實電流並聯繫統，還可以利用多個機架某一個機架來計算平均電流， 然後將計算得到的平均電流通過機架間通信分發到其它機架。這樣，用來計算平均電流的 機架就可以稱為主機架，即主機架可以起到控制作用，而電力並聯繫統的其他機架就可以 稱為從機架，即從機架接收主機架的控制。
與圖6方法相對應，本申請還提供了一種主機架。
圖11為本申請實施例提供的一種主機架的結構示意圖。圖5為包括圖11所示主 機架的電力並聯繫統。圖5中2為主機架。
如圖5和圖9所示，該主機架包括集中控制器21、多個單功率模塊22和多個單 功率模塊控制器23，其中集中控制器21與其他機架之間通過第一總線A通信，集中控制 器21通過第二總線B分別與多個單功率模塊控制器23相連接，每個所述單功率模塊控制 器23均與一個所述單功率模塊22相連接，且多個單功率模塊控制器23與多個單功率模塊42——對應。
該主機架中的集中控制器21在圖9所示結構的基礎上，除了包括電流採樣單元、 數量採集單元、採樣數據發送單元、採樣數據接收單元、平均電流計算單元、電壓採樣單元、 差值計算單元、電容電流指令值計算單元和電感電流指令值計算單元之外，還可以包括
平均電流發送單元，用於將平均電流計算單元計算得到的平均電流發送到第一總 線A上。
在本申請其他實施例中，主機架2在計算所有單功率模塊的平均電流時，還可以 通過第一總線發送給其他從機架3，這樣其他從機架就可以不計算平均電流。這樣就可以實 現主機架控制其他從機架。
相比與所有機架均計算平均電流的方案，可以避免由於不同機架的特殊性，導致 不同機架計算得到平均電流之間可能存在誤差，進而導致最終無法較好地實現電力系統中 的所有單功率模塊的均流輸出的問題。
又一個實施例
與圖7的方法相對應，本申請還提供了一種從機架。
圖12為本申請實施例提供的一種從機架的結構示意圖。圖5為包括圖11所示從 機架的電力並聯繫統。圖5中3為從機架。
該從機架包括集中控制器31、多個單功率模塊32和多個單功率模塊控制器33， 其中集中控制器31與其他機架之間通過第一總線A通信，集中控制器31通過第二總線B 分別與多個單功率模塊控制器33相連接，每個所述單功率模塊控制器33均與一個所述單 功率模塊32相連接，且多個單功率模塊控制器33與多個單功率模塊32 —一對應。
該主機架中的集中控制器31與圖9所示結構相比，僅包括電流採樣單元、數量採 集單元、採樣數據發送單元、電壓採樣單元、差值計算單元、電容電流指令值計算單元和電 感電流指令值計算單元。
另外，集中控制器31還包括
平均電流接收單元，用於接收第一總線上主機架計算得到的平均電流。
由於從機架無需計算平均電流，所以可以避免由於不同機架的特殊性，導致不同 機架計算得到平均電流之間可能存在誤差，進而導致最終無法較好地實現電力系統中的所 有單功率模塊的均流輸出的問題。
又一個實施例
本申請實施例還提供一種包括圖8所示機架的電力並聯繫統，如圖1所示，該電力 並聯繫統包括
多個機架I，多個機架I之間通過第一總線A通信，並且每個機架I包括集中控 制器11、多個單功率模塊12和多個單功率模塊控制器13。
如圖9所示，集中控制器11包括
電流採樣單元111，用於採集機架I的總電流；
數量採集單元112，用於採集機架I中單功率模塊數量；
採樣數據發送單元113，用於將採集到的總電流和單功率模塊的數量發送到第一 總線A上；
採樣數據接收單元114，用於接收第一總線A上所有機架的總電流和所有機架中 單功率模塊的數量；
平均電流計算單元115，用於根據所有機架的總電流和所有機架中單功率模塊的 數量計算所有機架中單功率模塊的平均電流；
電壓採樣單元116，用於採集機架I的輸出電壓和指令電壓，；
差值計算單元117，用於將機架的輸出電壓與指令電壓進行比較，得到機架的輸出 電壓與指令電壓的電壓差值；
電容電流指令值計算單元118，用於對所述電壓差值進行數字校正運行，得到機架 的電容電流指令值；
電感電流指令值計算單元119，用於將所述輸出電容電流指令值與所述平均電流 的值相加，生成電感電流指令值，並且所述電感電流指令值作為電流指令。
如圖10所示，單功率模塊控制器12包括
電感電流值採集單元121，用於採集單功率模塊的電感電流值；
比較單元122，用於將所述電感電流值與所述電感電流指令值進行比較，得到單功 率模塊的電感電流差值；
數字校正單元123，用於將所述電感電流差值進行數字校正運行，得到單功率模塊 的輸出電感電壓值；
佔空比計算單元124，用於將所述輸出電感電壓值與所述輸出電壓進行相加，得到 單功率模塊的輸出橋臂中點電壓值，並根據所述橋臂中點電壓值計算所述單功率模塊的調 制波信號佔空比；
發送單元125，用於將計算得到的調製波信號佔空比發送給單功率模塊的佔空比。
與現有技術相比，在本申請實施例中，機架間利用第一總線進行通信，而機架內則 採用第二通信總線進行通信，這樣就使得機架之間與機架內的通信互相獨立，這樣就使得 機架之間傳輸的數據減少，可以降低控制環節通信延遲，並且同時可以降低誤碼率，提高系 統的性能與可靠性。
又一個實施例
在上述實施例中，電力並聯繫統中每個機架從第一總線上獲取所有機架採集到的 數據，然後利用採集到的數據計算機架中所有單功率模塊的平均電流，並且結合自身數據 和平均電流單獨控制各自機架內的單功率模塊進行均流輸出。
另外，在其它實電流並聯繫統，還可以利用多個機架某一個機架來計算平均電流， 然後將計算得到的平均電流通過機架間通信分發到其它機架。這樣，用來計算平均電流的 機架就可以稱為主機架，即主機架可以起到控制作用，而電力並聯繫統的其他機架就可以 稱為從機架，即從機架接收主機架的控制。
如圖5所示，該電力並聯繫統包括一個主機架2和多個從機架3，其中
主機機架2和多個從機架3之間通過第一總線A進行通信。
該主機架2包括集中控制器21、多個單功率模塊22和多個單功率模塊控制器 23，其中集中控制器21與其他機架之間通過第一總線A通信，集中控制器21通過第二總 線B分別與多個單功率模塊控制器23相連接，每個所述單功率模塊控制器23均與一個所 述單功率模塊22相連接，且多個單功率模塊控制器23與多個單功率模塊42 —一對應。
並且該主機架中的集中控制器21，除了包括電流採樣單元、數量採集單元、採樣 數據發送單元、採樣數據接收單元、平均電流計算單元、電壓採樣單元、差值計算單元、電容 電流指令值計算單元和電感電流指令值計算單元之外，還可以包括平均電流發送單元，用 於將平均電流計算單元計算得到的平均電流發送到第一總線A上。
從機架3包括集中控制器31、多個單功率模塊32和多個單功率模塊控制器33， 其中集中控制器31與其他機架之間通過第一總線A通信，集中控制器31通過第二總線B 分別與多個單功率模塊控制器33相連接，每個所述單功率模塊控制器33均與一個所述單 功率模塊32相連接，且多個單功率模塊控制器33與多個單功率模塊32 —一對應。
該主機架中的集中控制器31與圖9所示結構相比，僅包括電流採樣單元、數量採 集單元、採樣數據發送單元、電壓採樣單元、差值計算單元、電容電流指令值計算單元和電 感電流指令值計算單元。另外，集中控制器31還包括平均電流接收單元，用於接收第一總 線上主機架計算得到的平均電流。
在本申請其他實施例中，主機架2在計算所有單功率模塊的平均電流時，還可以 通過第一總線發送給其他從機架3，這樣其他從機架就可以不計算平均電流。這樣就可以實 現主機架控制其他從機架。
相比與所有機架均計算平均電流的電力並聯繫統，可以避免由於不同機架的特殊 性，導致不同機架計算得到平均電流之間可能存在誤差，進而導致最終無法較好地實現電 力系統中的所有單功率模塊的均流輸出的問題。
為了描述的方便，描述以上裝置時以功能分為各種單元分別描述。當然，在實施本 申請時可以把各單元的功能在同一個或多個軟體和/或硬體中實現。
通過以上的實施方式的描述可知，本領域的技術人員可以清楚地了解到本申請可 藉助軟體加必需的通用硬體平臺的方式來實現。基於這樣的理解，本申請的技術方案本質 上或者說對現有技術做出貢獻的部分可以以軟體產品的形式體現出來，該計算機軟體產品 可以存儲在存儲介質中，如R0M/RAM、磁碟、光碟等，包括若干指令用以使得一臺計算機設備 (可以是個人計算機，伺服器，或者網絡設備等)執行本申請各個實施例或者實施例的某些 部分所述的方法。
本說明書中的各個實施例均採用遞進的方式描述，各個實施例之間相同相似的部 分互相參見即可，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處。尤其，對於系統實 施例而言，由於其基本相似於方法實施例，所以描述得比較簡單，相關之處參見方法實施例 的部分說明即可。以上所描述的系統實施例僅僅是示意性的，其中所述作為分離部件說明 的單元可以是或者也可以不是物理上分開的，作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是 物理單元，即可以位於一個地方，或者也可以分布到多個網絡單元上。可以根據實際的需要 選擇其中的部分或者全部模塊來實現本實施例方案的目的。本領域普通技術人員在不付出 創造性勞動的情況下，即可以理解並實施。
或者也可以分布到多個網絡單元上。可以根據實際的需要選擇其中的部分或者全 部模塊來實現本實施例方案的目的。本領域普通技術人員在不付出創造性勞動的情況下， 即可以理解並實施。
以上所述僅是本申請的優選實施方式，使本領域技術人員能夠理解或實現本申 請。對這些實施例的多種修改對本領域的技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的 一般原理可以在不脫離本申請的精神或範圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本申請 將不會被限制於本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一 致的最寬的範圍。
權利要求
1.一種均流控制方法，其特徵在於，應用於包括多個機架的電力並聯繫統中，每個機架中有多個單功率模塊，相鄰機架中之間通過第一總線相連接，該方法包括 採集機架的總電流和機架中單功率模塊的數量，將採集到的所述總電流和單功率模塊的數量發送到第一總線上； 接收第一總線上所有機架的總電流和所有機架中單功率模塊的數量，以及，計算所有機架中的單功率模塊的平均電流； 採集機架的輸出電壓和指令電壓，利用所述輸出電壓、指令電壓和所述平均電流生成電流指令； 根據所述電流指令控制機架內多個所述單功率模塊進行均流輸出。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述生成電流指令，包括 將機架的輸出電壓與指令電壓進行比較，得到機架的輸出電壓與指令電壓的電壓差值； 對所述電壓差值進行數字校正運行，得到機架的電容電流指令值； 將所述輸出電容電流指令值與所述平均電流的值相加，生成電感電流指令值，以所述電感電流指令值作為電流指令。
3.根據權利要求2所述的方法，其特徵在於，所述控制機架內多個所述單功率模塊進行均流輸出，包括 分別採集機架內多個所述單功率模塊的電感電流值； 將機架內多個所述單功率模塊的電感電流值分別與所述電感電流指令值進行比較，得到多個電感電流差值； 分別將多個電感電流差值進行數字校正運行，得到機架內多個單功率模塊的輸出電感電壓值； 將每個單功率所述輸出電感電壓值分別與所述輸出電壓進行相加，得到每個單功率模塊的輸出橋臂中點電壓值，利用每個單功率模塊的橋臂中點電壓值分別計算每個所述單功率模塊的調製波信號佔空比； 將計算得到的多個所述單功率模塊的調製波信號佔空比分別發送給相對應的單功率模塊，控制機架內多個所述單功率模塊進行輸出。
4.一種均流控制方法，其特徵在於，應用於包括多個機架的電力並聯繫統中，每個機架中有多個單功率模塊，相鄰機架中之間通過第一總線相連接，該方法包括 採集機架的總電流和機架中單功率模塊的數量，將採集到的所述總電流和單功率模塊的數量發送到第一總線上； 接收第一總線上所有機架的總電流和所有機架中單功率模塊的數量，以及，計算所有機架中單功率模塊的平均電流，且將所述平均電流發送到第一總線上； 採集機架的輸出電壓和指令電壓，利用所述輸出電壓、指令電壓和平均電流生成電流指令； 根據所述電流指令控制機架內多個所述單功率模塊進行均流輸出。
5.根據權利要求4所述的方法，其特徵在於，所述生成電流指令，包括 將機架的輸出電壓與指令電壓進行比較，得到機架的輸出電壓與指令電壓的電壓差值；對所述電壓差值進行數字校正運行，得到機架的電容電流指令值； 將所述輸出電容電流指令值與所述平均電流的值相加，生成電感電流指令值，以所述電感電流指令值作為電流指令。
6.根據權利要求5所述的方法，其特徵在於，所述控制機架內多個所述單功率模塊進行均流輸出，具體包括 分別採集機架內多個所述單功率模塊的電感電流值； 將機架內多個所述單功率模塊的電感電流值分別與所述電感電流指令值進行比較，得到多個電感電流差值； 分別將多個電感電流差值進行數字校正運行，得到多個單功率模塊的輸出電感電壓值； 將每個單功率所述輸出電感電壓值分別與所述輸出電壓進行相加，得到每個單功率模塊的輸出橋臂中點電壓值，利用每個單功率模塊的橋臂中點電壓值分別計算每個所述單功率模塊的調製波信號佔空比； 將計算得到的多個所述單功率模塊的調製波信號佔空比分別發送給相對應的單功率模塊，控制機架內多個所述單功率模塊進行輸出。
7.一種均流控制方法，其特徵在於，應用於包括多個機架的電力並聯繫統中，每個機架中有多個單功率模塊，並且相鄰機架中之間通過第一總線進行數據交互，該方法包括以下步驟 採集機架的總電流和機架中單功率模塊的數量，並將採集到所述總電流和單功率模塊的數量發送到第一總線上； 接收所述第一總線上發送的所有機架中的單功率模塊的平均電流； 採集機架的輸出電壓和指令電壓，利用所述輸出電壓、指令電壓和所述平均電流生成電流指令； 根據所述電流指令控制機架內多個所述單功率模塊進行均流輸出。
8.根據權利要求7所述的方法，其特徵在於，所述利用所述電流指令控制機架內多個所述單功率模塊進行均流輸出，具體包括 分別採集機架內多個所述單功率模塊的電感電流值； 將機架內多個所述單功率模塊的電感電流值分別與所述電感電流指令值進行比較，得到多個電感電流差值； 分別將多個電感電流差值進行數字校正運行，得到機架內多個單功率模塊的輸出電感電壓值； 將每個單功率所述輸出電感電壓值分別與所述輸出電壓進行相加，得到每個單功率模塊的輸出橋臂中點電壓值，利用每個單功率模塊的橋臂中點電壓值分別計算每個所述單功率模塊調製波信號佔空比； 將計算得到的多個所述單功率模塊的調製波信號佔空比分別發送給相對應的單功率模塊，控制機架內多個所述單功率模塊進行輸出。
9.一種機架，其特徵在於，機架之間通過第一總線通信，該機架包括集中控制器、多個單功率模塊和多個單功率模塊控制器，其中 所述集中控制器通過第二總線分別與多個單功率模塊控制器相連接；所述集中控制器，用於採集機架的總電流和機架中單功率模塊的數量並發送到第一總線上；接收第一總線上所有機架的總電流和所有機架中單功率模塊的數量，以及，計算所有機架中單功率模塊的平均電流；採集機架的輸出電壓和指令電壓，利用輸出電壓、指令電壓和所述平均電流生成電流指令，將所述電流指令同步分發給多個單功率控制器； 每個所述單功率模塊控制器均與一個所述單功率模塊相連接，且多個單功率模塊控制器與多個單功率模塊一一對應，每個所述單功率模塊控制器用於利用所述電流指令控制與其相連接的單功率模塊進行均流輸出。
10.根據權利要求9所述的機架，其特徵在於，所述集中控制器包括 用於採集機架的總電流的電流採樣單元； 用於採集機架中單功率模塊數量的數量採集單元； 用於將採集到的總電流和單功率模塊的數量發送到第一總線上的採樣數據發送單元; 用於接收第一總線上所有機架的總電流和所有機架中單功率模塊的數量的採樣數據接收單元； 用於根據所有機架的總電流和所有機架中單功率模塊的數量計算所有機架中單功率模塊的平均電流的平均電流計算單元； 用於採集機架的輸出電壓和指令電壓的電壓採樣單元； 用於將機架的輸出電壓與指令電壓進行比較，得到機架的輸出電壓與指令電壓的電壓差值的差值計算單兀； 用於對所述電壓差值進行數字校正運行，得到機架的電容電流指令值的電容電流指令值計算單元； 用於將所述輸出電容電流指令值與所述平均電流的值相加，生成電感電流指令值的電感電流指令值計算單元，並且所述電感電流指令值作為電流指令。
11.根據權利要求10所述的機架，其特徵在於，所述單功率模塊控制器包括 用於採集單功率模塊的電感電流值的電感電流值採集單元； 用於將所述電感電流值與所述電感電流指令值進行比較，得到單功率模塊的電感電流差值的比較單元； 用於將所述電感電流差值進行數字校正運行，得到單功率模塊的輸出電感電壓值的數字校正單元； 用於將所述輸出電感電壓值與所述輸出電壓進行相加，得到單功率模塊的輸出橋臂中點電壓值，並根據所述橋臂中點電壓值計算所述單功率模塊的調製波信號佔空比的佔空比計算單元； 用於將計算得到的調製波信號佔空比發送給單功率模塊的佔空比的發送單元。
12.—種主機架，其特徵在於，所述主機架與其它機架之間通過第一總線通信，所述主機架包括 主機架集中控制器、多個單功率模塊和多個單功率模塊控制器，其中 所述主機架集中控制器通過第二總線分別與多個單功率模塊控制器相連接； 所述主機架集中控制器，用於採集主機架的總電流和主機架中單功率模塊的數量並發送到第一總線上；接收第一總線上所有機架的總電流和所有機架中單功率模塊的數量，計算所有機架中單功率模塊的平均電流並發送到第一總線上；採集主機架的輸出電壓和指令電壓，利用輸出電壓、指令電壓和所述平均電流生成電流指令，並將所述電流指令通過所述第二總線同步分發給多個單功率控制器； 每個所述單功率模塊控制器均與一個所述單功率模塊相連接，且多個單功率模塊控制器與多個單功率模塊一一對應；每個所述單功率模塊控制器用於利用所述電流指令控制與其相連接單功率模塊進行均流輸出。
13.—種從機架，其特徵在於，所述從機架與其他機架之間通過第一總線進行通信，所述從機架包括 從機架集中控制器、多個單功率模塊和多個單功率模塊控制器，其中 所述從機架集中控制器通過第二總線分別與多個單功率模塊控制器相連接； 所述從機架集中控制器，用於採集從機架的總電流和從機架中單功率模塊的數量並發送到第一總線上；接收第一總線上所有機架中單功率模塊的平均電流；採集從機架的輸出電壓和指令電壓，利用輸出電壓、指令電壓和所述平均電流生成電流指令，並將所述電流指令通過所述第二總線同步分發給多個單功率控制器； 每個所述單功率模塊控制器均與一個所述單功率模塊相連接，且多個單功率模塊控制器與多個單功率模塊一一對應，每個所述單功率模塊控制器用於利用所述電流指令控制與其相連接的單功率模塊進行均流輸出。
14.一種電力並聯繫統，其特徵在於，包括多個機架，多個機架之間通過第一總線通信，並且每個所述機架包括集中控制器、多個單功率模塊和多個單功率模塊控制器，其中 所述集中控制器通過第二總線分別與多個單功率模塊控制器相連接； 所述集中控制器，用於採集機架的總電流和單功率模塊的數量並發送到第一總線上；接收第一總線上所有機架的總電流與所有機架中單功率模塊的數量，並計算所有機架中單功率模塊的平均電流；採集機架的輸出電壓和指令電壓，且利用輸出電壓、指令電壓和所述平均電流生成電流指令，並將所述電流指令通過所述第二總線同步分發給多個單功率控制器； 每個所述單功率模塊控制器均與一個所述單功率模塊相連接，且多個單功率模塊控制器與多個單功率模塊一一對應，每個所述單功率模塊控制器用於利用所述電流指令控制與其相連接的單功率模塊進行均流輸出。
15.—種電力並聯繫統,其特徵在於,包括一個主機架和多個從機架，其中 所述主機機架和多個從機架之間通過第一總線進行通信； 所述主機架包括主機架集中控制器、多個單功率模塊和多個單功率模塊控制器，並且所述主機架集中控制器通過第二總線分別與主機架中多個單功率模塊控制器相連接； 所述從機架包括從機架集中控制器、多個單功率模塊和多個單功率模塊控制器，並且所述從機架集中控制器通過第二總線分別與從機架中多個單功率模塊控制器相連接； 所述主機架集中控制器，用於採集所在主機架的總電流和主機架中單功率模塊的數量並發送到第一總線上；接收第一總線上所有機架的總電流和所有機架中單功率模塊的數量，計算所有機架中單功率模塊的平均電流並發送到第一總線上；採集主機架的輸出電壓和指令電壓，利用輸出電壓、指令電壓和所述平均電流生成電流指令，並將所述電流指令通過主機架內的第二總線同步分發給主機架內多個單功率控制器； 所述從機架集中控制器，用於採集所在從機架的總電流和從機架中單功率模塊的數量，並發送到第一總線上；接收第一總線上所有單功率模塊的平均電流；採集所在從機架的輸出電壓和指令電壓，利用輸出電壓、指令電壓和所述平均電流生成電流指令，並將所述電流指令通過從主機架內的第二總線同步分發給所在從機架內多個單功率控制器； 所述主機架內的多個單功率模塊控制器均與主機架內多個單功率模塊一一對應；所述從機 架內的多個單功率模塊控制器均與該從機架內多個單功率模塊一一對應； 每個所述單功率模塊控制器用於利用所述電流指令控制與其相連接的單功率模塊進行均流輸出。
全文摘要
本發明公開了一種均流控制方法及電力並聯繫統，該方法包括採集機架的總電流、每個機架中單功率模塊的數量，並將採集到的總電流和單功率模塊的數量發送到第一總線上；接收第一總線上所有機架的總電流與所有機架中單功率模塊的數量，並根據所有機架的總電流與所有機架中單功率模塊的數量計算所有機架中單功率模塊的平均電流；採集機架的輸出電壓和指令電壓，並且利用輸出電壓、指令電壓和所述平均電流生成電流指令；利用所述電流指令控制機架內多個所述單功率模塊進行均流輸出。在本發明中，機架間的通信和機架內的通信互相獨立，從而可以使得控制環節通信延遲減低，提高系統的性能與可靠性。
文檔編號H04L1/00GK103019182SQ201210477289
公開日2013年4月3日 申請日期2012年11月22日 優先權日2012年11月22日
發明者舒暢 申請人:華為技術有限公司