[發明專利]一種雙向交直流儲能變換器故障容錯均壓控制方法

有效

• 申請號: 201710154141.2
• 申請日: 2017-03-15
• 公開（公告）號: CN107046377B
• 公開（公告）日: 2019-02-22
• 發明（設計）人: 金楠;郭磊磊;李從善;王延峰;安小宇;武潔;邱洪波;里昂·托伯特;韓東許;李晉
• 申請（專利權）人: 鄭州輕工業學院
• 主分類號: H02M7/797
• 分類號: H02M7/797;H02J3/28
• 代理公司: 鄭州優盾知識產權代理有限公司 41125
• 代理人: 張真真

1.一種雙向交直流儲能變換器故障容錯均壓控制方法，其特征在于，步驟如下：

步驟S1，構造雙向交直流儲能變換器故障模型的開關狀態S_i；

其中，i為交流電網的相，且i∈(a,b,c)；i相故障，有S_i＝1/2；

S2，獲取αβ兩相靜止坐標下雙向交直流儲能變換器的輸出電壓U_j與開關狀態S_i的表達式；

具體如下：

其中，u_α為輸出電壓的α分量；u_β為輸出電壓的β分量；u_an為雙向交直流儲能變換器的a相輸出電壓；u_bn為雙向交直流儲能變換器的b相輸出電壓；u_cn為雙向交直流儲能變換器的c相輸出電壓；U_dc為直流側的電容電壓，S_a為a相的開關狀態值；S_b為b相的開關狀態值；S_c為c相的開關狀態值，且S_a、S_b和S_c中有且僅有一個為1/2；

S3，構造雙向交直流儲能變換器與輸出電壓矢量U_j有關的功率二次預測模型；

功率二次預測模型具體如下：

式中，P(k+2)為t_k+2時刻有功功率預測值；Q(k+2)為t_k+2時刻無功功率預測值；i_α(k+1)為t_k+1時刻雙向交直流儲能變換器輸出電流的α分量；i_β(k+1)為t_k+1時刻雙向交直流儲能變換器輸出電流的β分量；u_α(k+1)為t_k+1時刻雙向交直流儲能變換器輸出電壓的α分量；u_β(k+1)為t_k+1時刻雙向交直流儲能變換器輸出電壓的β分量；e_α為電網電壓的α分量；e_β為電網電壓的β分量；P(k+1)為t_k+1時刻有功功率預測值；Q(k+1)為t_k+1時刻無功功率預測值；T_s為采樣頻率；L為電感；R為電阻；

S4，計算直流側分離電容電壓差值的預測值；具體為：

其中，ΔV(k+2)為t_k+2時刻直流側分離電容電壓差值的預測值；ΔV(k)為t_k時刻直流側分離電容電壓差值的預測值；C表示電容容量；T_s為采樣頻率；i_a(k)為t_k時刻雙向交直流儲能變換器的a相輸出電流；i_a(k+1)為雙向交直流儲能變換器的a相輸出電流t_k+1時刻預測值；i_b(k)為t_k時刻雙向交直流儲能變換器的b相輸出電流；i_b(k+1)為雙向交直流儲能變換器的b相輸出電流t_k+1時刻預測值；i_c(k)為t_k時刻雙向交直流儲能變換器的c相輸出電流；i_c(k+1)為雙向交直流儲能變換器的c相輸出電流t_k+1時刻預測值；

S5，構造價值函數g；

g＝|p_ref-P(k+2)|+|q_ref-Q(k+2)|+λΔV(k+2) (16)；

其中，p_ref為有功功率參考值，q_ref為無功功率參考值，λ為權重系數；P(k+2)為t_k+2時刻有功功率預測值；Q(k+2)為t_k+2時刻無功功率預測值；ΔV(k+2)為t_k+2時刻直流側分離電容電壓差值的預測值；

S6，初始化，給定價值函數g的比較變量m，并給比較變量m和開關狀態S_i賦初值；

S7，采集電網電壓e_a、e_b、e_c，進行Clark變換得到電網電壓的α分量e_α和β分量e_β；采集雙向交直流儲能變換器的輸出電流i_a、i_b、i_c并進行Clark變換得到雙向AC/DC變換器輸出電流的α分量i_α和β分量i_β；

S8，結合步驟S2和S7計算當前開關狀態下的雙向交直流儲能變換器的輸出電壓U_j；

S9，結合步驟S3和步驟S8計算雙向交直流儲能變換器的第一次功率預測值；

S10，結合步驟S3、步驟S8和步驟S9計算雙向交直流儲能變換器的第二次功率預測值；

S11，結合步驟S5和步驟S10計算價值函數g；

S12，比較價值函數g與比較變量m的大小，并將最小值賦值給比較變量m；

S13，判斷循環次數是否達到設定值，當循環次數小于設定值時，改變開關狀態值，重復步驟S7-S12；當循環次數等于設定值時，輸出最小價值函數g所對應的輸出電壓矢量U_j；輸出電壓矢量U_j所對應的開關狀態應用于下一時刻，實現直接功率控制。