基于小样本分析和扩散算法的异系统均流控制方法技术方案

本发明专利技术属于分布式直流电源协调控制技术领域，具体涉及一种基于小样本分析和扩散算法的异系统均流控制方法

【技术实现步骤摘要】
基于小样本分析和扩散算法的异系统均流控制方法


[0001]本专利技术属于分布式直流电源协调控制
，具体涉及一种基于小样本分析和扩散算法的异系统均流控制方法
。

技术介绍

[0002]随着电力系统的不断发展，分布式直流供电系统具备诸多优势，包括高效性
、
稳定性
、
安全性
、
灵活性和设备成本低等方面
。
这些优点为分布式直流供电系统在以下几个方面展现了广阔的应用前景：
[0003]1)
具有高能量传输效率；
[0004]2)
能够更好地适应可再生能源的发展；
[0005]3)
具备良好的能量储存与管理能力；
[0006]4)
智能电网的重要组成部分；
[0007]5)
对于电动交通工具的发展具有重要意义
。
[0008]随着技术的进一步成熟和普及，分布式直流供电将发挥越来越重要的作用，推动电力系统的创新和可持续发展
。
[0009]由多个分布式直流电源组成的并联供电系统，可以实现对不同功率的负载进行供电，既能提供所需电流，又能形成
N+m
冗余结构，提高了系统的稳定性和容错性，成为大功率直流供电系统并联运行的重要方式
。
[0010]现有技术中，异系统间并联时存在输出电流不均衡的问题
。
因此，亟需提供一种异系统均流控制方法，来解决异系统间并联时存在的输出电流不均衡问题
。

技术实现思路

[0011]本专利技术的目的在于克服现有技术中存在的上述问题，提供一种基于小样本分析和扩散算法的异系统均流控制方法
。
[0012]为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本专利技术是通过以下技术方案实现：
[0013]本专利技术提供一种基于小样本分析和扩散算法的异系统均流控制方法，包括以下步骤：
[0014]S1、
分布式直流电源新系统电源模块通过给定初值电流来提供负载所需功率，运用扩散算法计算出给定电流初值的平均归一化电流值将采样的母线电压
v
bus
与参考电压
V
ref
进行比较，并通过
PI
控制器将补偿信号叠加到新系统的电流环中；
[0015]S2、
利用霍尔传感器对原系统中3‑7％模块数的输出电流进行采样，将采样到得到的电流作为小样本；并对这些小样本进行分析，以判断样本间是否存在较大差异，从而确定原系统的均流效果；
[0016]S3、
比较后的样本电流误差
Δ
I_
rang
若满足所设定的误差范围时，将样本电流均值
I
_sam_ave
作为原系统达到均流状态时的输出电流值；
[0017]S4、
将得到的平均归一化电流值与样本电流均值
I
_sam_ave
，经过异系统间扩散
算法，得到异系统间的平均归一化电流值
I
*
；
[0018]S5、
将得到的异系统间的平均归一化电流值
I
*
作为参考值替代新系统内部的平均归一化电流值对输出电流进一步调节；
[0019]S6、
调节后的输出电流若不满足均流精度要求，将通过均流精度校正环节对输出电流进行调节
。
[0020]进一步地，原系统与新系统的输出端连接到同一直流母线上
。
分布式直流微网由控制器
、
变换器以及直流电源构成
。
[0021]进一步地，在步骤
S1
中，构造动态扩散算法的平均归一化电流值表达式如下：
[0022][0023]基于式
(1)
，可以得到：
[0024][0025]其中：
i
＝
1,2,
…
,N
；
N
为系统节点数量；
ω
i
(k)
为所估计的平均归一化电流值；
x
i
(k)
是节点
i
在
k
时的状态；
ψ
i
是节点
i
在
k
时的中间变量；
μ
为权重系数；
[0026]进一步可以得到新系统内部平均归一化电流值表达式为：
[0027][0028]随着迭代次数的增加，所有节点都将收敛于其初始值的平均值
[0029][0030]进一步地，在步骤
S2
中，利用霍尔传感器对原系统中5％模块数的输出电流进行采样，将采样到得到的电流作为小样本
。
[0031]进一步地，为确保样本均值能够尽可能地代表整体数据均值特征，通过计算采样样本的最大误差值，记作
Δ
I_
rang
；
[0032]Δ
I
_rang
＝
max(I
oi
)
‑
min(I
oi
)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(5)
[0033]Δ
I_
rang
为采样电流中最大值与最小值之间的差值，并设定
Δ
I_
rang
＜
0.1
，其中
i
＝
1,2,
…
,k
；
2≤k≤n
；
[0034]当
Δ
I_
rang
在所设定的误差范围内时，将样本电流平均值
I
_sam_ave
作为原系统达到均流后的输出电流值
。
[0035]进一步地，在步骤
S4
中，将得到的样本电流均值
I
_sam_ave
与平均归一化电流值经过异系统间扩散算法，得到异系统间的平均归一化电流值
I
*
表达式为：
[0036]I
*
(k)
＝
(2
‑
μ
)
·
I
*
(k
‑
1)
‑
(1
‑
μ
)
·
I
*
(k
‑
2)+
μ
·
I
_sam_ave
(k)
‑
μ
·
I
_sam_ave
(k
‑
1) (6)
[0038]将得到的异系统间的平均归一化电流值
I
*
替代新系统内部的平均归一化本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
基于小样本分析和扩散算法的异系统均流控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、
分布式直流电源新系统电源模块通过给定初值电流来提供负载所需功率，运用扩散算法计算出给定电流初值的平均归一化电流值将采样的母线电压
v
bus
与参考电压
V
ref
进行比较，并通过
PI
控制器将补偿信号叠加到新系统的电流环中；
S2、
利用霍尔传感器对原系统中3‑7％模块数的输出电流进行采样，将采样到得到的电流作为小样本；并对这些小样本进行分析，以判断样本间是否存在较大差异，从而确定原系统的均流效果；
S3、
比较后的样本电流误差
Δ
I_
rang
若满足所设定的误差范围时，将样本电流均值
I
_sam_ave
作为原系统达到均流状态时的输出电流值；
S4、
将得到的平均归一化电流值与样本电流均值
I
_sam_ave
，经过异系统间扩散算法，得到异系统间的平均归一化电流值
I
*
；
S5、
将得到的异系统间的平均归一化电流值
I
*
作为参考值替代新系统内部的平均归一化电流值对输出电流进一步调节；
S6、
调节后的输出电流若不满足均流精度要求，将通过均流精度校正环节对输出电流进行调节
。2.
根据权利要求1所述的基于小样本分析和扩散算法的异系统均流控制方法，其特征在于：原系统与新系统的输出端连接到同一直流母线上
。3.
根据权利要求2所述的基于小样本分析和扩散算法的异系统均流控制方法，其特征在于：在步骤
S1
中，构造动态扩散算法的平均归一化电流值表达式如下：基于式
(1)
，可以得到：其中：
i
＝
1,2,
…
,N
；
N
为系统节点数量；
ω
i
(k)
为所估计的平均归一化电流值；
x
i
(k)
是节点
i
在
k
时的状态；
ψ
i
是节点
i
在
k
时的中间变量；
μ
为权重系数；进一步可以得到新系统内部平均归一化电流值表达式为：随着迭代次数的增加，所有节点都将收敛于其初始值的平均值随着迭代次数的增加，所有节点都将收敛于其初始值的平均值
4.
根据权利要求3所述的基于小样本分析和扩散算法的异系统均流控制方法，其特征
在于：在步骤
S2
中，利用霍尔传感器对原系统中5％模块数的输出电流进行采样，将采样到得到的电流作为小样本
。5.
根据权利要求4所述的基于小样本分析和扩散算法的异系统均流控制方法，其特征在于：为确保样本均值能够尽可能地代表整体数据均值特征，通过计算采样样本的最大误差值，记作
Δ
I_
rang
；
Δ
I
_rang
＝
max(I
oi
)
‑
min(I
oi
)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(5)
Δ
I_
rang
为采样电流中最大值与最小值之间的差值，并设定
Δ
I_
rang
＜
0.1
，其中
i
＝
1,2,
…
,k
；
2≤k≤n
；当
Δ
I_
rang
在所设定的误差范围内时，将样本电流平均值
I
_sam_ave
作为原系统达到均流后的输出电流值
。6.
根据权利要求5所述的基于小样本分析和扩散算法的异系统均流控制方法，其特征在于：在步骤
S4
中，将得到的样本电流均值
I
_sam_ave
与平均归一化电流值经过异系统间扩散算法，得到异系统间的平均归一化电流值
I
*
表达式为：
I
*
(k)
＝
(2
‑
μ
)
·
I
*
(k
‑
1)
‑
(1
‑
μ
)
·
I
*

【专利技术属性】
技术研发人员：刘晓东，李阵辉，朱贵，刘宿城，方炜，
申请(专利权)人：安徽工业大学，
类型：发明
国别省市：