[发明专利]一种基于模型预测控制的孤岛微电网电压频率控制方法

摘要

本发明提出了一种基于模型预测控制的孤岛微电网电压频率控制方法，所述微电网包括：光伏发电单元、储能单元、电力变换器单元及负荷。控制系统包括有模型预测控制系统、蓄电池功率控制系统、光伏电池MPPT跟踪系统、逆变器控制器。该模型预测控制方法包括模型预测、滚动优化、反馈校正三个部分。其中，模型预测采用dq0坐标下的滤波器电压电流状态方程和负载电流预测，优化目标函数同时考虑了孤岛运行模式下的为微电网频率和电压，通过滚动优化找出预测步长内的满足网侧电压频率偏差最小的最优控制变量，反馈校正通过采样当前时刻的电网状态修正预测模型，防止模型失配和环境干扰引起的控制偏差。

主权项

1.一种基于模型预测控制的孤岛微电网电压频率控制方法，所述微电网包括控制单元、光伏发电单元、蓄电池储能单元、DC/DC变换器单元、逆变器单元和区域负荷；其特征在于包括如下步骤：选取控制步长Nc*Ts，预测步长Np*Ts，其中，Ts为预测周期；控制单元接收微电网当前的状态变量值；控制单元中的反馈校正模块根据当前状态变量值，进行修正预测模型和目标函数中的加权系数；取预测周期的初始值k=1；通过预测模型利用测得的状态变量预测第k个预测周期Ts的微电网状态变量；判断k值，若k≤Nc，选择第k个预测周期的控制变量值，若k＞Nc，沿用第Nc个预测周期的控制变量值；将所取的控制变量和预测的状态变量代入预测模型预测第k+1个预测周期的微电网状态变量；将k值加1，判断k值，若k＞Np，停止预测；若k≤Np，跳转至步骤（5）；确定出最优控制变量取值向量；其中最优控制变量取值确定要求如下：在各时间节点状态变量满足规定约束的条件下目标函数最小；将最优控制变量下配至DC/DC变换器单元、逆变器单元执行；下一个预测周期，由步骤（1）开始，重复以上步骤。