[发明专利]一种应用于直流三电平变换器的多目标协同优化控制方法

说明书

本发明公开一种应用于直流三电平变换器的多目标协同优化控制方法，可在提高直流母线电压调节精度的同时抑制中点电压波动。其方法为：第一，灵活调整输入功率满足多端口储能的需求；第二，控制输出侧直流母线电压稳定；第三，进行输出侧分压电容均压控制；该方法是一种多目标协同优化控制方法，适用于含直流三电平变换器的直流微网系统。

技术领域

本发明涉及直流微网系统的储能变换器领域，具体涉及一种适用于直流三电平变换器的抑制中点电压波动的多目标优化控制方法。

背景技术

随着直流微网系统规模的扩大，解决分布式能源的消纳问题愈加突出，对储能系统的灵活控制提出更高挑战。现有分布式储能系统的的特点，既有不同种类储能设备外特性方面的复杂性，也有分布式能源发电设备的不确定性导致的复杂性。直流三电平变换器作为储能设备和直流微网之间的接口变换器，其控制原理对复杂的微网系统的适应性亟待提高。与此同时，通过直流三电平变换器的不同控制目标相互配合来实现系统整体运行性能的提高，是直流微网系统中一个仍需继续深入研究的方向。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种应用于直流三电平变换器的多目标协同优化控制方法，

为实现直流三电平变换器的输入侧功率灵活调整、输出侧直流母线电压稳定和分压电容均压的多目标协同控制，本发明构建了统一的状态函数，以权重的大小表示中性点电压波动抑制优先级的高低，实现直流三电平变换器输入功率调控、输出电压控制和中点电压波动抑制多目标协同优化控制。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种应用于直流三电平变换器的多目标协同优化控制方法，其特征在于，基于直流三电平变换器的拓扑结构，直流变换器拓扑结构由四个功率开关模块T₁，T₂，T₃，T₄组成双向三电平BOOST-BUCK电路，通过直流母线接入直流微网系统，其中，直流三电平变换器拓扑结构的输入侧连接储能系统，控制方法包括以下步骤：

(1)通过电流电压传感器采样k时刻输入侧电感电流i_L(k)和输出侧分压电容电压值V_c1(k)、V_c2(k)；

(2)根据电感电流方向判定能量流动方向；

(3)通过计算机计算出每种可能的开关状态下的控制状态函数值，选出控制状态函数的最优值J_op；

(4)选择控制状态函数最优值J_op对应的开关状态S_op；

(5)将步骤(4)所得的开关状态应用于直流三电平变换器；

(6)返回步骤(1)，开始下一次开关状态优化；若储能系统或直流三电平变换器发生故障，则结束程序。

优选地，该控制方法的开关状态直接应用于直流三电平变换器，不需要额外的调制阶段。

优选地，步骤(2)具体包括以下步骤：

a)若储能系统放电，即能量正向流动，则T₁、T₄关断，选择T₂、T₃为主控开关模块，计算机预估下一个采样时刻的状态一(S₂＝1，S₃＝1)、状态二(S₂＝1，S₃＝0)、状态三(S₂＝0，S₃＝0)、状态四(S₂＝0，S₃＝1)四种开关状态下的电感电流i_L(k+1)和输出侧分压电容电压值V_c1(k+1)、V_c2(k+1)；