大功率高压直流电源的并联均流控制策略优化

大功率高压直流电源在电解电镀、高压静电除尘等领域需通过多模块并联实现千瓦级甚至兆瓦级功率输出,而均流控制效果直接影响模块寿命与系统稳定性。传统下垂控制策略存在静态均流误差大的问题,当负载变化时,各模块输出电流偏差可达 10% 以上,易导致个别模块过载损坏,因此优化并联均流控制策略至关重要。
优化需从三个维度展开:一是提升均流精度,二是增强负载适应性,三是提高系统冗余性。针对传统下垂控制的静态误差,提出自适应下垂控制算法,通过实时检测各模块输出电流,动态调整下垂系数,将均流误差控制在 3% 以内;考虑到高压场景下负载可能呈现非线性特性(如电解槽负载随温度变化),引入模糊 PID 控制,通过模糊规则动态调整 PID 参数,避免负载变化导致的均流失稳;为提升冗余性,采用分布式均流控制架构,各模块通过 CAN 总线实现信息交互,无需主控制模块,当某一模块故障时,其余模块可自动调整输出,确保系统持续运行。
在硬件设计上,采用霍尔电流传感器实现高精度电流采样,采样精度可达 ±0.5%,为均流控制提供准确数据支撑;同时优化模块间的绝缘设计,采用环氧树脂灌封工艺,确保高压环境下模块间的电气隔离。某大型电解铝生产线应用该优化策略后,8 台 100kW 高压直流电源并联运行,均流误差稳定在 2.5% 以下,模块故障率从 15% 降至 3%,生产线连续运行时间延长至 180 天以上,显著提升了生产效率。