【技术实现步骤摘要】
技术介绍
1、磁网络能源路由器采用了多端电力电子变流器与高压大功率多绕组中频变压器的集成结构，这种结构具有诸多优势，例如端口电压等级变换灵活、电气隔离以及功率与电能质量可控。因此，磁网络能源路由器能够满足未来多种形式电源、储能和负荷设备的接入要求，并且能够显著提升多类型综合能源系统的性能、效率及可靠性。在交直流混合配电网/微电网、新能源直流并网、电动汽车充电站、数据中心电源等领域，磁网络能源路由器这一技术备受关注。
2、输出电压的有效调节以及控制环路硬件成本的降低是磁网络能源路由器高效、高可靠控制的重要运行特征。一般地，磁网络能源路由器控制器根据一次侧电压、一次侧电流、二次侧电压、二次侧电流等输入电气量，基于磁网络能源路由器离散模型计算得到未来时刻的二次侧电压，根据二次侧电压参考，选择一次侧h桥与二次侧h桥间的最优移相角，实现二次侧电压高效控制。然而，由于磁网络能源路由器离散模型的建立需要实时采集二次侧电流等电气量，使得磁网络能源路由器在二次侧h桥均需设置电流传感器。以两端口磁网络能源路由器为例，其至少设置2个电流传感器才可实现双向的电压控制，当磁网络能源路由器扩展为多端口时，电流传感器数量随之增加，硬件成本大大提高。更严重的是，当电流传感器发生故障时，磁网络能源路由器采集的电流信息缺失或畸变，这对磁网络能源路由器的控制产生严重影响，甚至造成系统崩溃。
3、现有变换器无电流传感器控制技术为磁网络能源路由器控制器的控制提供新思路。然而，现有变换器无电流传感器控制技术采用扩张状态观测器或模型预测控制。而扩张
4、综上，本申请旨在提出一种磁网络能源路由器无电流传感器控制方法以克服上述缺陷。
技术实现思路
1、本专利技术的专利技术目的是针对上述
技术介绍
的不足，提供一种磁网络能源路由器无电流传感器控制方法，通过对磁网络能源路由器h桥进行建模，实现电流及电压的实时观测，将电压电流观测值代入磁网络能源路由器离散模型中，进行电压预测，从而消除了h桥电流传感器的使用，进而达到减小控制系统硬件成本以及提高磁网络路由器控制系统可靠性的专利技术目的，解决电流传感器故障时磁网络路由器控制系统无法实施双向电压控制等控制方案的技术问题。
2、本专利技术为实现上述专利技术目的采用如下技术方案：
3、两端口磁网络能源路由器包含一次侧、二次侧两个功率模块，每个功率模块由h桥、电容组成，一次侧和二次侧间的能量传输通过一个双向变压器实现。为了实现能量双向控制，需要设置在一次侧、二次侧分别设置一个电压传感器和一个电流传感器。由于电压为磁网络能源路由器控制目标，为减少系统控制硬件成本，提高传感器故障时的鲁棒性，可取消电流传感器的设置。
4、针对上述磁网络能源路由器，本专利技术提出一种磁网络能源路由器无电流传感器控制方法，包括以下步骤：
5、s1、建立磁网络能源路由器等效模型，对其一次侧或二次侧电压和电流进行建模；
6、s2、根据磁网络能源路由器一次侧或二次侧模型，建立其电压和电流状态观测模型，计算磁网络能源路由器一次侧或二次侧电压和电流状态观测的误差模型；
7、s3、设计磁网络能源路由器一次侧或二次侧电压和电流状态观测模型稳定性分析函数，分别计算电压和电流状态观测模型中误差系数取值范围；
8、s4、计算磁网络能源路由器一次侧或二次侧电压和电流状态观测的离散模型，通过电压控制，计算一次侧二次侧移相角，分别将百分之五十占空比方波施加给磁网络能源路由器两侧h桥的功率开关管中，实现功率反向或正向流动。
9、作为一种磁网络能源路由器无电流传感器控制方法的进一步优化方案，功率由一次侧向二次侧流动即正向流动时，能量发射端为一次侧，能量接收端为二次侧；功率有二次侧向一次侧流动即反向流动时，能量发射端为二次侧，能量接收端为一次侧。
10、作为一种磁网络能源路由器无电流传感器控制方法的再进一步优化方案，步骤s1建立的磁网络能源路由器能量接收端的电压和电流模型为：，其中， c j为磁网络能源路由器能量接收端 j的电容， v dcj为磁网络能源路由器能量接收端 j的电压采样值， i sj为磁网络能源路由器能量接收端 j的h桥输出电流， i j为磁网络能源路由器能量接收端 j的电流。
11、作为一种磁网络能源路由器无电流传感器控制方法的再进一步优化方案，步骤s2建立的能量接收端电压和电流状态观测模型为：，其中，为磁网络能源路由器能量接收端 j的观测电压，为磁网络能源路由器能量接收端 j的观测电流， kj_1为能量接收端 j的电压误差系数， kj_2为能量接收端 j的电流误差系数，sgn为开关函数。
12、作为一种磁网络能源路由器无电流传感器控制方法的再进一步优化方案，步骤s2计算的能量接收端电压和电流状态观测的误差模型为：，其中，为磁网络能源路由器能量接收端 j的观测电压误差，为磁网络能源路由器能量接收端 j的观测电流误差，，。
13、作为一种磁网络能源路由器无电流传感器控制方法的再进一步优化方案，s3构建的能量接收端电压和电流状态观测模型稳定性分析函数包括：磁网络能源路由器能量接收端 j的电压状态观测模型稳定性分析函数 vj_1，以及磁网络能源路由器能量接收端 j的电流状态观测模型稳定性分析函数 vj_2，，。
14、作为一种磁网络能源路由器无电流传感器控制方法的再进一步优化方案，步骤s3计算的能量接收端电压和电流状态观测模型中误差系数的取值范围为： kj_1>0且 kj_2<0。
15、作为一种磁网络能源路由器无电流传感器控制方法的再进一步优化方案，步骤s4计算的能量接收端电压和电流状态观测的离散模型为：，其中，为 k+1时刻的磁网络能源路由器能量接收端 j的观测电压，为 k时刻的磁网络能源路由器能量接收端 本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种磁网络能源路由器无电流传感器控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述一种磁网络能源路由器无电流传感器控制方法，其特征在于，功率由一次侧向二次侧流动时，能量发射端为一次侧，能量接收端为二次侧；功率有二次侧向一次侧流动时，能量发射端为二次侧，能量接收端为一次侧。
3.根据权利要求1或2所述一种磁网络能源路由器无电流传感器控制方法，其特征在于，所述步骤S1建立的磁网络能源路由器能量接收端的电压和电流模型为：，其中，Cj为磁网络能源路由器能量接收端j的电容，Vdcj为磁网络能源路由器能量接收端j的电压采样值，Isj为磁网络能源路由器能量接收端j的H桥输出电流，Ij为磁网络能源路由器能量接收端j的电流。
4.根据权利要求3所述一种磁网络能源路由器无电流传感器控制方法，其特征在于，所述步骤S2建立的能量接收端电压和电流状态观测模型为：，其中，为磁网络能源路由器能量接收端j的观测电压，为磁网络能源路由器能量接收端j的观测电流，kj_1为能量接收端j的电压误差系数，kj_2为能量接收端j的电流误差系数，sgn为开关函数。
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