[发明专利]一种适用于双向DC-DC变换器的改进无模型预测控制方法

权利要求书

1.一种适用于双向DC-DC变换器的改进无模型预测控制方法，所述直流微电网包含的分布式发电单元、储能单元、大电网单元和负荷单元均包括控制系统、测量元件和换流器；所述直流微电网包含的分布式发电单元、储能单元、大电网单元和负荷单元的控制系统输入端分别与相应的测量元件输出端相连，其输出端与相应的换流器输入端相连；所述直流微电网中还包含直流测量元件以及交流测量元件，直流测量元件包括分布式发电单元、储能单元、大电网单元和负荷单元的直流母线侧电压传感器和电流传感器以及分布式发电单元、储能单元、大电网单元和负荷单元的分布式电源侧、储能元件侧、交流电网侧和负荷侧电压传感器和电流传感器；所述储能单元包括储能元件；

其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：信号测量与处理：通过电压传感器测量所述直流母线的电压v_dc、所述蓄电池侧的蓄电池输出电压v_b，通过电流传感器测量所述直流母线的电流i_dc、蓄电池的输出电流i_b；对系统的测量量进行处理，通过记忆环节取得前两个时刻的系统测量量，即i_b(k-1)、i_b(k-2)、v_b(k-1)、v_b(k-2)、v_dc(k-1)、v_dc(k-2)；确定一阶惯性环节的时间常数T_s，得到dv_dc，即

其中k为离散积分器的增益，z为离散积分器的z变换；

步骤2：通过下垂控制得到蓄电池电流给定值i_bref；并通过对其进行正负值判定来决定选择何种无模型预测控制器，即：

步骤3：通过改进的无模型预测控制器来对下一时刻时刻的蓄电池电流进行预测：

i_b(k+1)＝k_f·(i_b(k)-i_b(k-1))+i_b(k) (3)

其中i_bat(k+1)为下一时刻蓄电池电流的预测值；k_f为预测增益系数；

当选择Boost无模型预测控制器时，不同的开关状态有不同的k_f，即：

其中g₁、g₂分别为双向DC-DC换流器中两个IGBT的开关状态(g₁＝1表示开关管导通，g₁＝0表示开关管关断；g₂同理)；

当选择Buck无模型预测控制器时，k_f的计算方式如下：

步骤4：确定了预测电流后，通过目标函数对预测电流和给定电流的差值进行约束，不同的开关状态会输出不同的目标函数值，取其中使目标函数值最小的开关状态输出到双向DC-DC换流器中。