[發(fā)明專利]一種基于模糊控制的直流母線電壓補(bǔ)償方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810882308.1
• 申請(qǐng)日: 2018-08-06
• 公開（公告）號(hào): CN109240400A
• 公開（公告）日: 2019-01-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 汪飛;朱珊珊;馮夏云;任林濤;徐文燎;吳春華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海大學(xué)
• 主分類號(hào): G05F1/56
• 分類號(hào): G05F1/56
• 代理公司: 上海上大專利事務(wù)所(普通合伙) 31205
• 代理人: 陸聰明

本發(fā)明涉及一種基于模糊控制的直流母線電壓補(bǔ)償方法，主要應(yīng)用于采用下垂控制的直流微電網(wǎng)系統(tǒng)中。本發(fā)明通過(guò)建立模糊控制器，將單元平均輸出電流和平均輸出電壓變化率作為模糊控制器的輸入量，經(jīng)過(guò)模糊推理，得到可變的母線電壓給定值，能夠很好地解決傳統(tǒng)電壓補(bǔ)償法在重載情況下依然存在母線電壓跌落較大的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及直流微電網(wǎng)運(yùn)行控制領(lǐng)域，具體涉及一種基于模糊控制的直流母線電壓補(bǔ)償方法。

背景技術(shù)

隨著分布式能源發(fā)電技術(shù)的發(fā)展，微電網(wǎng)成為解決能源問題的重要途徑。目前的新能源發(fā)電方式、儲(chǔ)能裝置和負(fù)載等都越來(lái)越多地使用直流電，因此相較于交流微電網(wǎng)，直流微電網(wǎng)可以更有效地減少能量變換環(huán)節(jié)，且其控制復(fù)雜度相對(duì)較低，由此受到廣泛關(guān)注和發(fā)展。

為了保證直流微電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行，很多運(yùn)行控制策略被提出，下垂控制因其在無(wú)通信情況下也能達(dá)到系統(tǒng)中各單元電流分配的目的而被廣泛的研究和討論。然而傳統(tǒng)下垂控制存在一定的局限性，其中之一就是會(huì)給直流微電網(wǎng)系統(tǒng)帶來(lái)母線跌落的問題。只有一個(gè)穩(wěn)定的直流母線電壓才能夠保證系統(tǒng)中負(fù)載的可靠運(yùn)行，因此多數(shù)改進(jìn)下垂控制都會(huì)加入母線電壓補(bǔ)償器。現(xiàn)有的母線電壓補(bǔ)償器可分為兩種，即母線電壓直接補(bǔ)償和母線電壓間接補(bǔ)償。母線電壓直接補(bǔ)償就是直接采樣直流母線公共點(diǎn)電壓與給定電壓參考值作差進(jìn)行偏差補(bǔ)償；母線電壓間接補(bǔ)償即為通過(guò)采樣本地單元變換器的輸出電壓與給定電壓參考值作差進(jìn)行偏差補(bǔ)償。在采用母線電壓間接補(bǔ)償時(shí)，本質(zhì)上是保證各單元變換器輸出電壓的穩(wěn)定，然而在負(fù)載功率增大的過(guò)程中由于實(shí)際線纜阻抗的存在，并不能保證直流母線公共點(diǎn)電壓的穩(wěn)定。因此，為了達(dá)到真正補(bǔ)償直流母線電壓的目的，可以對(duì)傳統(tǒng)的母線電壓間接補(bǔ)償方法進(jìn)行改進(jìn)。模糊控制已經(jīng)在很多領(lǐng)域得到應(yīng)用，它能從行為上模仿人的推理和決策，其將操作人員或?qū)＜医?jīng)驗(yàn)編成模糊規(guī)則，然后將采樣信號(hào)模糊化，將模糊化后的信號(hào)作為模糊規(guī)則的輸入，完成模糊推理，將推理后得到的輸出量加到執(zhí)行器上。由此，可以將模糊控制與母線電壓補(bǔ)償方法相結(jié)合，通過(guò)不斷修正給定母線電壓參考值，達(dá)到補(bǔ)償母線電壓的目的。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，為了在采用母線電壓間接補(bǔ)償方法時(shí)，達(dá)到真正補(bǔ)償直流母線電壓的目的，本發(fā)明提出一種基于模糊控制的直流母線電壓補(bǔ)償方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的構(gòu)思是：

在傳統(tǒng)下垂控制中加入母線電壓補(bǔ)償器，該母線電壓補(bǔ)償器主要利用模糊控制器獲得可變的母線電壓給定值，再與單元平均輸出電壓作差，偏差量經(jīng)過(guò)PI調(diào)節(jié)器得到的值疊加到下垂控制環(huán)路中，達(dá)到補(bǔ)償母線電壓的目的。

根據(jù)上述構(gòu)思，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種基于模糊控制的直流母線電壓補(bǔ)償方法，具體步驟為：

步驟一、根據(jù)直流微電網(wǎng)系統(tǒng)要求確定初始母線電壓給定值U_dc^*；

步驟二、采樣各單元輸出電壓，得到單元平均輸出電壓其中U_dci為第i個(gè)單元的輸出電壓采樣值；

步驟三、建立模糊控制器，得到模糊控制器輸出量Δu，進(jìn)而獲得可變母線電壓給定值U_dc^*+Δu；

步驟四、可變母線電壓給定值與單元平均輸出電壓作差得到偏差量，再經(jīng)過(guò)PI調(diào)節(jié)器得到母線電壓補(bǔ)償量

步驟五、將母線電壓補(bǔ)償量疊加到基本下垂控制環(huán)路中，即得到補(bǔ)償后的下垂控制表達(dá)式為其中k為下垂曲線系數(shù)，U_dcrefi為第i個(gè)單元的輸出電壓參考值，I_dci為第i個(gè)單元的輸出電流采樣值。

所述步驟三中的模糊控制器按以下步驟設(shè)計(jì)：

1)確定控制器輸入量為單元平均輸出電流和平均輸出電壓變化率輸出量為母線電壓給定值補(bǔ)償量Δu；