[發明專利]一種光-儲-燃直流供電系統的能量管理分層控制方法

有效

• 申請號: 201810102805.5
• 申請日: 2018-02-01
• 公開（公告）號: CN108306339B
• 公開（公告）日: 2020-12-22
• 發明（設計）人: 薛花;王育飛;胡英俊;董丙偉
• 申請（專利權）人: 上海電力學院
• 主分類號: H02J3/46
• 分類號: H02J3/46;H02J7/34;H02J3/38;H02J3/24
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 趙志遠

1.一種光-儲-燃直流供電系統的能量管理分層控制方法，所述的直流供電系統由光伏電池、蓄電池、超級電容器、燃料電池、三相交錯雙向變流器及直流負載構成，所述的蓄電池和超級電容器通過三相交錯雙向變流器并聯接入直流母線，直流負載直接連接到直流母線上，其特征在于，該方法具體包括以下步驟：

1)進行能量管理的上層控制設計：

定義系統直流母線電容內的能量E_Bus為平滑輸出變量，直流母線電壓v_Bus為狀態變量，系統總載荷參考功率p_HPSoref為控制變量，設計非線性微分平滑控制器以及反饋控制律，用以實現直流母線電壓的穩定控制，同時獲取下層控制所需的總載荷電流參考軌跡，非線性微分平滑控制器的表達式為：

p_HPSo＝p_fco+p_sco+p_bato

其中，輸出變量y＝E_Bus，控制變量u＝p_HPSoref，E_Bus為系統直流母線電容能量，p_HPSoref為系統總載荷參考功率，p_fco、p_sco、p_bato分別燃料電池、蓄電池和超級電容輸出至直流母線的功率，p_pvo為光伏電池輸出至直流母線的功率，v_Bus、i_load分別為系統直流母線電壓和系統直流負載電流，C_Bus為系統直流母線輸出電容，r_HPS為燃料電池變流器、蓄電池變流器和超級電容變流器的并聯靜態損耗；

2)進行能量管理的下層控制設計：

根據超級電容、蓄電池、燃料電池變流器構成的簡化動態系統，構建預測控制模型和性能指標函數，并采用動態規劃對性能指標函數進行多階段優化，同時采用滯環控制使各電源電流值快速跟蹤參考電流值，實現各電源間功率的合理分配。

2.根據權利要求1所述的一種光-儲-燃直流供電系統的能量管理分層控制方法，其特征在于，所述的步驟1)中，非線性微分平滑控制器的反饋控制律為：

其中，K₁、K₂為控制器參數，為直流母線電容能量導數，為直流母線電容能量導數參考值，y_ref為直流母線電容能量參考值，τ為時間積分變量，t為時間積分上限。