[發明專利]一種用于直流微電網集群的分布式預測三次控制方法

在審

• 申請號: 202010528867.X
• 申請日: 2020-06-11
• 公開（公告）號: CN111525702A
• 公開（公告）日: 2020-08-11
• 發明（設計）人: 劉宿城;劉銳;秦強棟;劉曉東
• 申請（專利權）人: 安徽工業大學
• 主分類號: H02J13/00
• 分類號: H02J13/00
• 代理公司: 合肥順超知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 34120
• 代理人: 張芳;陳慕

1.一種用于直流微電網集群的分布式預測三次控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一：確定一個直流微電網集群，直流微電網集群由多個直流微電網單元互聯組成；所述直流微電網集群還包括各個直流微電網單元構成的通信網絡以及與通信網絡連接的三次控制系統，所述三次控制系統由PFC控制器進行計算調節；

步驟二：所述通信網絡用于采集對應直流微電網單元的電流信號并與三次控制系統進行通信；

步驟三：三次控制系統對電流信號進行處理，通過PFC算法得出電壓偏差項，通過低帶寬通信將電壓偏差項送入底層控制，作為母線的電壓的參考值以實現控制目標。

2.根據權利要求1所述的一種用于直流微電網集群的分布式預測三次控制方法，其特征在于：本方案采用分布式控制結構，多個直流微電網單元通過π型聯絡線互聯，各直流微電網單元只與相鄰的單元通信，每個直流微電網單元由電壓源、buck變換器及對應負載等組成，各直流微電網單元之間通過傳輸線連接。

3.根據權利要求1所述的一種用于直流微電網集群的分布式預測三次控制方法，其特征在于，關于PFC算法，其在實現過程中包括以下步驟：

S1、設置基函數；

S2、設計參考軌跡；

S3、設計預測模型；

S4、反饋校正；

S5、滾動優化。

4.根據權利要求3所述的一種用于直流微電網集群的分布式預測三次控制方法，其特征在于，S1中，PFC算法產生的電壓偏差量是由已選定的基函數線性疊加而成，由于采用分布式控制結構，分別對每個直流微電網建立基函數即可，即：

從上式可以看出PFC算法中的控制輸入量為三次控制產生的電壓偏差，此參數與基函數的選擇密切相關，基函數通常依據相鄰被控模型的特性、控制精度以及控制過程的復雜度來進行折中選擇；本發明選擇階躍函數作為基函數，對于每個已經選定的基函數g_kj(i)，可離線計算出該基函數對應的輸出值，通過對不同的基函數輸出值線性疊加，得到三次控制產生的電壓偏差量，使各直流微電網母線電壓值產生偏差，實現功率均衡。

5.根據權利要求4所述的一種用于直流微電網集群的分布式預測三次控制方法，其特征在于，S2中，在PFC控制過程中，為了能夠避免電壓偏差量發生劇烈變化以及超調或者振蕩現象，通常讓被控系統跟隨一條設定好的漸趨于設定值的參考軌跡，參考軌跡可用下式表示：

i_r(k+i|k)＝f(i(k),i_sp(k+i))

式中，i_r(k+i|k)為k時刻預測的k+i時刻的各直流微電網參考輸出電流值；

f(i(k),i_sp(k+i))為與i(k)和i_sp(k+i)相關的函數；

i(k)為k時刻的實際輸出電流值；

i_sp(k+i)為k+i時刻的設定輸出電流值；

將參考軌跡設定為一階指數的形式，即：

i_r(k+i|k)＝i_sp(k+i)-βⁱ(i_sp(k)-i(k))

式中，N_c為多項式的階數；

c_j(k)為多項式的系數；

c₀(k)為一數值，由于輸出電流設定值不變，c₀(k)的值即為該定值；

由上式可得PFC算法的參考軌跡表達式為：