[发明专利]一种分布式光储直流供电系统非线性微分平滑控制方法

说明书

本发明涉及一种分布式光储直流供电系统非线性微分平滑控制方法。该方法包括如下步骤：将直流母线参考能量E_Busref和直流母线能量E_Bus作差并输入能量环PI控制器，该控制器输出直流母线功率参考值；将直流母线功率参考值、光伏电池输出至直流母线的功率p_PVo、直流负载功率p_Load和储能蓄电池输出功率p_Bat输入至功率环非线性微分平滑控制器，该控制器输出蓄电池参考输出功率p_Batref；通过蓄电池参考输出功率p_Batref和直流母线电压v_Bus获取直流母线参考电流，并进行电流滞环控制，获取三相交错双向变流器的开关信号，进而实现平滑控制。与现有技术相比，本发明具有算法简单、自由度宽、鲁棒性强等优点。

技术领域

本发明涉及一种分布式光储直流供电系统控制方法，尤其是涉及一种分布式光储直流供电系统非线性微分平滑控制方法。

背景技术

分布式光伏发电具有输出电压波动大、系统稳定性差等问题，结合储能技术的分布式光储直流供电系统凭借高品质、高可靠性供电能力得到广泛应用，直流母线电压的稳定控制是实际应用的瓶颈所在，而变流装置的拓扑与控制算法的合理设计是实现光储直流供电直流母线电压稳定控制的可行方案。

变流装置拓扑方面，光伏变流器通常采用Boost电路，储能变流器通常采用Buck-boost电路，由于分布式光储直流供电系统中光伏电池与储能电池的低电压、大电流输出特性，传统变流器必须工作在极端占空比下才能获得较高的电压增益，而在极端占空比时又容易引起较大的电压、电流纹波问题。为避免传统变流器的不足，可采用交错并联变流器，利用各相电感电流纹波的抵消作用，减小输入电流纹波、平滑输出电压波形，有益于提高变流器的动态响应速度及效率。

交错并联变流器控制算法方面，目前工程中广泛采用的是PI控制器，其设计流程明确，能达到功率变流器一般性能要求，但是在输入或负载大范围变化工况下，基于特定工作点设计的PI控制难以保证交错并联变流器系统具有大信号稳定性。针对交错并联变流器本身具有非线性特性，虽然已有滑模控制、反馈线性化控制等多种非线性控制算法，这些算法克服了PI控制稳定域窄的缺点，但计算复杂，实现工程应用存在瓶颈。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种结构简单、稳态误差小、系统稳定性好的分布式光储直流供电系统非线性微分平滑控制方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种分布式光储直流供电系统非线性微分平滑控制方法，所述的分布式光储直流供电系统包括光伏电池、储能蓄电池、三相交错升压变流器、三相交错双向变流器、直流母线和直流负载，所述的光伏电池和储能蓄电池分别通过三相交错升压变流器和三相交错双向变流器并联至直流母线，所述的直流负载并联至直流母线，所述的非线性微分平滑控制方法包括如下步骤：

(1)分别获取直流母线电压v_Bus、直流母线参考电压v_Busref、光伏电池输出至直流母线的功率p_PVo、直流负载功率p_Load和储能蓄电池输出功率p_Bat；

(2)将直流母线电压v_Bus和直流母线参考电压v_Busref分别通过电压-能量转换公式转化为直流母线能量E_Bus和直流母线参考能量E_Busref；

(3)将直流母线参考能量E_Busref和直流母线能量E_Bus作差并输入能量环PI控制器，能量环PI控制器输出直流母线功率参考值