[發明專利]一種直流微電網穩定控制方法

有效

• 申請號: 201611105972.2
• 申請日: 2016-12-05
• 公開（公告）號: CN106711993B
• 公開（公告）日: 2019-04-16
• 發明（設計）人: 于晶榮;王越;王家明;于佳琪;韓華;粟梅
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: H02J1/12
• 分類號: H02J1/12
• 代理公司: 成都方圓聿聯專利代理事務所(普通合伙) 51241
• 代理人: 曹少華

1.一種直流微電網穩定控制方法，其特征在于，直流微電網為光儲微電網系統，包括4個部分：

(1)作為供電單元的帶光伏陣列的Boost變換器；

(2)儲能系統，所述的儲能系統為帶電池的雙向Buck/Boost變換器；

(3)直流負載，為帶電阻的Buck變換器，為恒功率負載；

(4)電阻負載；

其中Boost變換器、Buck變換器和雙向Buck/Boost變換器均屬于DC/DC變換器；

Boost變換器的閉環傳遞函數為:

其中：

(i)為Boost變換器的輸出電壓的擾動；為參考電壓的擾動；為輸入電壓的擾動；為輸出電流的擾動；Z_vt為輸出電流反饋控制環節的電流反饋系數；

(ii)F_bt'(s)為準PID控制下的Boost變換器的開環傳遞函數；有

為Boost變換器輸出電壓的穩態值；

G_pidt(s)為Boost變換器的準PID控制器的傳遞函數，表達式為：K_P+K_I/s+K_Ds/(T_ss+1)；T_s為采樣時間；K_P、K_I和K_D分別為準PID控制器比例、積分和微分系數；(iii)G_{vd_bt}(s)為Boost變換器的控制量到Boost變換器的輸出電壓之間的傳遞函數：

和為Boost變換器的輸出電壓、輸入電流和占空比的穩態值；

Boost變換器穩態工作點：

Boost變換器的結構參數：Z_bt為負載阻值；L_bt為濾波電感值，r_lbt為濾波電感的內阻值；C_bt為濾波電容值；r_cbt為濾波電容的內阻值；

為輸入電壓的穩態值；

(iv)G_{vi_bt}(s)為Boost變換器輸入電壓到輸出電壓的擾動的傳遞函數；有：

(v)Z_btout(s)為Boost變換器的輸出阻抗的傳遞函數：

2.根據權利要求1所述的直流微電網穩定控制方法，其特征在于，直流微網母線電壓的影響因素包括參考電壓擾動輸入電壓擾動輸出電流擾動通過控制使得參考電壓擾動到輸出電壓擾動的閉環傳遞函數是無源的，輸入電壓擾動到輸出電壓擾動的閉環傳遞函數是無源的，輸出電流到參考電壓擾動的閉環傳遞函數是無源的，則保證了直流微網母線電壓在三種擾動下都是穩定的。

3.根據權利要求1或2所述的直流微電網穩定控制方法，其特征在于，光伏系統的Boost電路硬件參數為L_bt＝1mH、r_lbt＝0.05Ω、C_bt＝400μF、r_cbt＝0.004Ω，穩態工作點為控制參數為Z_vt＝0.01、K_P＝0.1、K_I＝15、K_D＝5×10^-5；儲能系統的Boost電路硬件參數為L_bt＝1.5mH、r_lbt＝0.06Ω、C_bt＝300μF、r_cbt＝0.003Ω，穩態工作點為控制參數為Z_vt＝0.01、K_P＝0.3、K_I＝18、K_D＝5×10^-5。