[发明专利]可抑制微网母线电压波动的储能接口变换器控制方法

说明书

本发明涉及一种可抑制微网母线电压波动的储能接口变换器控制方法，因使用经简化的电流预测模型目标函数，大大降低了系统运算时间，使得控制电路便于实现；以母线电压变化率来调整控制电路中下垂系数，能更直观的体现母线电压变化，同时在模型电流预测控制的作用下，即使出现非计划孤岛运行或者分布式能源间歇运行，仍能很好的抑制电压波动，降低母线电压跌落值，改善动态响应，避免电压敏感负荷降载运行，显著提升直流微电网运行可靠性。

技术领域

本发明涉及一种变换器的控制技术，特别涉及一种可抑制微网母线电压波动的储能接口变换器控制方法。

背景技术

面对不可再生能源枯竭和环境问题的严峻态势，通过电力电子变换器将风能、光能等分布式能源并网的技术逐渐得到关注。直流微电网因结构简单、效率更高，在分布式能源并网中凸显优势，但直流微网易受到扰动工况以及分布式能源间歇性运行的影响产生波动，会造成输出电能的质量下降，对电压敏感的负荷在运行中也会受到较大影响。虽然目前采用储能装置能抑制电压波动，但储能装置的选择和控制方法上大多采用滞后调节，扰动恢复速度较慢。应用一致性等算法的改进控制策略，因相对复杂的算法结构，电路实现上存在一定难度。

发明内容

本发明是针对抑制直流微网母线电压波动的问题，提出了一种可抑制微网母线电压波动的储能接口变换器控制方法，外环基于直流母线电压变化率的自适应变系数下垂控制电路，内环基于模型预测的电流控制电路，在母线电压存在波动时，该电路可实现更迅速的调节储能单元能量的释放和吸收，用以抵制直流母线电压的波动，确保直流微电网稳定运行，显著提升其运行可靠性。

本发明的技术方案为：一种可抑制微网母线电压波动的储能接口变换器控制方法，储能单元电压检测电路M采集储能单元两端的电压，并将该采样电压值实时传输至模型电流预测分析电路Q；电感电流检测电路H采集变换器中的滤波电感电流，并将该滤波电感电流实时传输至模型电流预测分析电路Q；直流母线电压检测电路N采集变换器输出端电压，并同时将该采样电压值实时传输至模型电流预测分析电路Q、差值计算电路X和电压变化率计算电路E；电压变化率计算电路E对变换器输出端电压进行单位采样周期内的变化率计算；变化率分析电路F根据电压变化率计算电路E输出的变化率数值E_u计算出调节比例系数l，根据调节比例系数l调整下垂系数K_g后送入电流计算电路K；由外部提供的给定参考电压U_ref与直流母线电压检测电路N采集的变换器输出端电压送入差值计算电路X计算输入的两电压差值，并将该两电压差值送入电流计算电路K；电流计算电路K输出电流环的给定参考电流给工作模式分析电路V；工作模式分析电路V输出工作模式信号到模型电流预测分析电路Q；模型电流预测分析电路Q实时接收电感电流检测电路H、储能单元电压检测电路M和直流母线电压检测电路N传输过来的当前刚结束采样周期内的滤波电感电流信号、储能单元两端电压和直流母线输出电压，以及工作模式分析电路V输出的工作模式信号，根据分析给出的工作模式，依据预测模型计算不同开关状态的下一采样周期电流值，并计算开关器件在不同开关状态下的预测电流值与给定电流值的差值，依据预测电流值和给定电流值偏差最小的原则确定开关器件的控制状态，模型电流预测分析电路Q输出开关器件的控制信号到驱动电路S；驱动电路S控制变换器中开关器件动作。

所述调节比例系数l为：

式中TH为电压变换率设定阀值；E_umax为最大电压变化率；