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数字电源多机并联与功率均分控制策略.docx
资料介绍
数字电源多机并联与功率均分控制策略
1 多机并联系统概述
多台逆变器并联运行是提升系统容量与可靠性的关键技术。基于STM32G474的逆变器通过CAN总线或RS485通信实现多机互联，构建N+1冗余并联系统。多机并联的核心技术挑战包括：功率均分精度、环流抑制、同步控制、冗余切换、热插拔支持。系统设计目标为：功率均分不平衡度≤±5%，环流≤额定电流的3%，支持最多8台并联，单机故障时自动切除不影响系统运行。
2 并联拓扑结构
并联系统拓扑结构选择：
2.1 集中式控制：一台主机作为主控制器，通过CAN总线向各从机发送统一的电压参考指令与同步信号。控制精度高，但存在单点故障风险，主机故障时系统瘫痪。
2.2 分布式控制：各逆变器地位平等，通过CAN总线互相交换功率信息，各自计算功率均分量。无单点故障，可靠性高，但控制算法复杂。
2.3 主从式控制：正常运行时主机主导控制，主机故障时从机自动选举新的主机。综合了集中式与分布式优点，推荐用于5台以上并联系统。
2.4 硬件互联：CAN总线通信速率500kbps，推荐使用CAN FD接口提升数据吞吐量。通信协议采用CANopen协议栈，支持心跳监测与紧急消息。
3 功率均分控制算法
功率均分是并联控制的核心目标：
3.1 下垂控制：经典的无互联线均流方法，通过逆变器输出阻抗形成虚拟阻抗，使输出功率自然均衡。有功功率-频率下垂（P-f）和无功功率-电压下垂（Q-V）特性，下垂系数根据额定容量自动计算。
3.2 均流母线控制：通过CAN总线广播各机输出电流，每台逆变器根据自身电流与平均电流的偏差调整输出。均流精度高，但依赖通信可靠性。
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