[發明專利]網絡化充電系統節點設備充電控制方法

有效

• 申請號: 201911205999.2
• 申請日: 2019-11-29
• 公開（公告）號: CN110794686B
• 公開（公告）日: 2022-11-22
• 發明（設計）人: 黃偉;趙亦欣;楊佩;黃健桓;劉雨锫;張鴻宇
• 申請（專利權）人: 西南大學
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 北京海虹嘉誠知識產權代理有限公司 11129
• 代理人: 呂小琴

1.一種網絡化充電系統節點設備充電控制方法，其特征在于：包括如下步驟:

S1.構建網絡化充電系統中的節點設備的充電電流的電流預測模型；

S2.構建節點設備在充電過程中的電流參考模型，并以該電流參考模型作為充電系統的期望輸出；

S3.以電流預測模型和電流參考模型的方差最小值為目標函數，采用滾動優化算法得出節點設備的充電控制策略；

步驟S1中，根據如下方法構建網絡化充電系統中的節點設備的充電電流的電流預測模型：

S101.對網絡化充電系統中的節點設備在離散開關作用下的動態行為進行分析，并建立離散非線性充電模型：

x(k+1)＝Gx(k)+Hu_c(k)；其中，x(k+1)＝[i(k+1),u_c(k+1)]^T，

x(k)＝[i(k),u_c(k)]^T，u_c(k+1)和u_c(k)是節點設備在k+1時刻和k時刻充電的電容電壓，i(k+1)和i(k)是節點設備在k+1時刻和k時刻充電的電流，R為節點設備充電電路的電阻值，L為節點設備充電電路的電感值，C_c為節點設備中儲能電容值，T_s為采樣周期；

S102.確定網絡化充電系統中離散開關的狀態s(k)：當k時刻節點設備的開關被斷開，則s(k)＝0，此時節點設備為未充電狀態，當k時刻節點設備的開關導通，節點設備處于充電狀態，則s(k)＝1；

S103.將離散開關狀態加入到離散非線性充電模型中，構建節點設備的非線性充電模型：

其中，x(k+1)^-和x(k+1)⁺是節點設備在k+1時刻左極限狀態和右極限狀態；x(k)⁺是節點設備在k時刻右極限狀態，Q＝[s(k+1) 1]；

S104.根據步驟S103中的節點設備的非線性充電模型構建網絡化充電系統的整體充電模型：

其中，C＝[1,0],N為節點設備的個數，i表示第i個節點設備，x(i,k)⁺表示k時刻第i個節點設備的充電右極限狀態，x(i,k)^-表示k時刻第i個節點設備的充電左極限狀態；

S105.根據步驟S104中的網絡化充電系統的整體充電模型得出電流預測模型：

其中：m為預測時域，

當m＝1時：

F_k+m(·)＝s(i,k)(Gx(i,k)⁺+u_c(k)H)+Px(i,k)⁺，G_k+m(·)＝Qx_pre(i,k+m|k)^-；

當m≠1時：

F_k+m(·)＝s(i,k+m-1)(Gx_pre(i,k+m-1|k)⁺+u_c(k)H)+Px_pre(i,k+m-1|k)⁺，

G_k+m(·)＝Qx_pre(i,k+m|k)^-；s(i,k),s(i,k+1),…,s(i,k+m)為離散開關的預測控制變量；

步驟S2中，電流參考模型如下：

其中：

t₃＝T_c，T_c為充電系統整個充電過程所需要的時間，I_set為期望的電流最大值，S_slop為期望的最大電流變化率，β為經驗系數，E為充電過程中需要的電荷總量，U_i,initial為第i個節點設備電容初始電壓值，U_i,final為第i個節點設備充電完成時電容電壓值；

y_ref2(t)＝I_set，其中，

步驟S3中的目標函數為：

minJ＝min(J₁(k)+ηJ₂(k))；其中：

N_p為預測時域，η是權重系數。