【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及功率变换技术，特别涉及双有源桥式dc-dc变换器(dual-active-bridge，dab)具有母线电压波动抑制和主动阻尼能力的控制技术，公开基于副边电路虚拟移位的dab惯量、阻尼增强控制方法，属于发电、变电或配电的。
技术介绍
1、双有源桥式dc-dc变换器被广泛应用于电动汽车、航空航天、可再生能源发电等领域，实现电气隔离的同时具有效率高且功率密度高、结构对称且控制简单、能量可双向流动、能实现零电压开关的优势。
2、近些年，大量直流负荷和分布式电源接入直流微电网，直流微电网成为电力电子变换器为主导的弱惯性和低阻尼的电力系统，极易在大扰动或者小扰动下出现直流母线电压谐振、功率振荡、甚至失稳的情况。
3、直流微电网的惯性，主要表现在系统出现扰动时，阻止母线电压波动的能力。目前，提高直流微电网惯性的方法主要有外接通过电解电容实现的无源滤波器或改进系统控制策略两种。电解电容体积大且寿命短的缺点使其不适合在直流微电网中大量使用，越来越多的学者聚焦于改进直流系统的控制策略。虚拟惯性控制是学者们的研究重点之一，主要可分为三类：附加微分控制、变下垂系数以及类比虚拟发电机控制。对于附加微分控制和变下垂系数控制，大多都引入了微分项，导致系统出现高频干扰；对于类比虚拟发电机控制，虽然没有微分项的影响，但是控制较为复杂。
4、直流微电网的阻尼，主要表现在系统出现扰动时，维持系统稳定运行，避免振荡失稳的能力。研究发现，恒功率负载引起的负阻尼阻抗特性是影响直流微电网稳定性的主要原因，因此学者们大多致力
5、但是同时将虚拟惯性控制与主动阻尼控制结合起来的研究较少，现有的控制策略难以兼顾直流微电网弱惯性和低阻尼两方面。
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，提供一种基于副边电路虚拟移位的双有源桥惯量、阻尼增强控制方法，解决直流微网母线侧惯性和阻尼不足的技术问题，实现增强直流母线惯性和阻尼的专利技术目的。
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、基于副边电路虚拟移位的双有源桥惯量、阻尼增强控制方法，包括如下3个步骤。
4、步骤1，根据dab降阶模型和传输功率方程，推导得出线性化控制下dab的小信号方程，引入对输出电压参考值进行补偿的虚拟控制系数kvir，在线性化控制输出电压的过程中对输出电压参考值进行与输入电压变化量相关的补偿，获取虚拟移位控制下的dab输入阻抗
5、根据dab降阶模型和功率传输表达式，dab输入输出侧平均电流表达式为：
6、
7、式中，ua、ub为dab的输入和输出电压，和为dab的输入和输出的平均电流，f为电力电子变换器的开关频率，ts为开关周期，l为dab外接电感，n为变压器的匝比，d为移相占空比，f(d)为占空比d相关的函数。
8、加入小扰动:
9、
10、开环下输入输出电流的小信号方程为:
11、
12、该小信号方程的传递函数如下:
13、
14、gubia为输出电压到输入电流的传递函数；
15、gdia为占空比到输入电流的传递函数；
16、guaib为输入电压到输出电流的传递函数；
17、gdib为占空比到输出电流的传递函数；
18、式中，f'(d)为f(d)的导数。
19、线性化控制中输出电流参考值可被表示为：
20、
21、式中，gub为电压外环的pi控制器的传递函数，ub*为输出电压的参考值。根据传输功率表达式可得移相占空比表达式为：
22、
23、移相占空比表达式可改写为：
24、
25、加入小扰动可得线性化控制下移相占空比的小信号方程为：
26、
27、该小信号方程的传递函数如下：
28、
29、设定ub_com*为输出电压参考值的补偿量，当直流系统受到扰动时，若输入电压大于输入电压额定值时，将输出电压的参考值减去输出电压参考值的补偿量；若输入电压小于输入电压额定值时，将输出电压的参考值加上输出电压参考值的补偿量。输出电压参考值的补偿量ub_com*可表示为：
30、
31、式中ua0是输入电压的额定值,kvir是设置的虚拟控制系数。可通过自由调节虚拟控制系数的大小改变补偿量的大小。
32、加入小扰动可得：
33、
34、该小信号方程中的传递函数如下：
35、
36、dab的输入导纳表达式为：
37、
38、式中p1,p2,p3,p4,p5,p6,δ均为传递函数，具体为：
39、
40、式中，zo为dab负载阻抗。
41、若电压环带宽足够，dab输入导纳可化简为：
42、
43、式中，xcb为输出容抗，r为输出电阻，k为dab输出电压与输入电压的比值，k＝ub/ua。虚拟移位控制下的dab输入阻抗yin_dab可分为两部分，恒功率控制部分yorg和虚拟移位控制部分yvir，yorg＝-k2/r，yvir＝kvirk2·(2/r+1/xcb)。
44、步骤2，根据dab输入阻抗为正电阻与电容的并联阻抗的目标，确定所述虚拟控制系数kvir的取值
45、恒功率控制下dab输入阻抗为纯负阻性，对系统稳定性不利，采用虚拟移位控制后dab的输入阻抗可通过重塑为正电阻与电容的并联阻抗，即kvir取值满足(2kvir-1)*k2>0这一约束，既有利于系统稳定，同时增加了系统惯性。若kvir*k2＝1，则yin_dab的值等于副边电路所接负载。
46、步骤3，在dab接入的直流系统受到扰动时，结合输入电压变化量计算输出电压参考值的补偿量，根据输出电压参考值及其补偿量对输出电压进行闭环控制
47、若输入电压大于输入电压额定值时，将输出电压参考值减去输出电压参考值的补偿量，对修正后的输出电压参考值进行pi调节、占空比计算和调制，获取dab原副边中开关管的控制信号；
48、若输入电压小于输入电压额定值时，将输出电压的参考值加上输出电压参考值的补偿量，对修正后的输出电压参考值进行pi调节、占空比计算和调制，获取dab原副边中开关管的控制信号。
49、本专利技术采用上述技术方案，具有以下有益效果：
50、(1)本专利技术所提方法控制方法简单，仅需电压外环pi控制，且不需要添加额外的电流控制器。
51、(2)本专利技术所提方法不存在任何附加微分环节，采用输出电压参考值补偿的方法使输出电压跟随输入电压变化，因此本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.基于副边电路虚拟移位的DAB惯量、阻尼增强控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述基于副边电路虚拟移位的DAB惯量、阻尼增强控制方法，其特征在于，所述步骤2确定的所述虚拟控制系数kvir取值满足(2kvir-1)*k2>0这一约束。
3.根据权利要求1所述基于副边电路虚拟移位的DAB惯量、阻尼增强控制方法，其特征在于，所述步骤3结合输入电压变化量计算输出电压参考值的补偿量的表达式为：其中，ub_com*为输出电压参考值的补偿量，ua为输入电压，ua0为输入电压的额定值，ub*为输出电压参考值。
4.根据权利要求3所述基于副边电路虚拟移位的DAB惯量、阻尼增强控制方法，其特征在于，所述步骤3根据输出电压参考值及其补偿量对输出电压进行闭环控制的具体方法为：
5.一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器上储存有在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器运行所述计算机程序时执行权利要求1所述的DAB惯量、阻尼增强控制方法的步骤。
6.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序运
...【技术特征摘要】
1.基于副边电路虚拟移位的dab惯量、阻尼增强控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述基于副边电路虚拟移位的dab惯量、阻尼增强控制方法，其特征在于，所述步骤2确定的所述虚拟控制系数kvir取值满足(2kvir-1)*k2>0这一约束。
3.根据权利要求1所述基于副边电路虚拟移位的dab惯量、阻尼增强控制方法，其特征在于，所述步骤3结合输入电压变化量计算输出电压参考值的补偿量的表达式为：其中，ub_com*为输出电压参考值的补偿量，ua为输入电压，ua0为输入电压的额定值，...
【专利技术属性】
技术研发人员：王涛，姚楠，段博文，李柘霖，张曦，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：
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