【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于变换器控制，尤其涉及一种应急供电下三有源桥变换器解耦控制方法及系统。
技术介绍
1、本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
2、三有源桥(triple-active-bridge，tab)变换器作为新型电力系统中一种理想的能量路由器，具有功率密度高，结构模块化，能量流动灵活，电气隔离的优点。由于移动储能(应急发电)的体积有限，故采用高功率密度的三端口变换器可以减小其占用体积，增大电池容量。同时，多个输入端口能够实现变换器的瞬时大功率输出，加快应急供电恢复速度。在移动储能(应急发电)接入微电网实现微电网重构的过程中，当tab变换器的一个输出端口出现电压波动时，由于端口功率耦合效应，另一个端口也会出现电压波动，进而影响能量传输质量。采用在线连续集模型预测控制方法，输出端口能够得到快速解耦，电压波动在端口间的传递能够得到有效抑制。
3、目前，tab变换器的连续集模型预测控制是通过建立电压及电流预测模型，构建成本函数，根据特定工况离线计算成本函数最优解来实现端口解耦的。
4、对于现有tab变换器端口解耦的连续集模型预测控制方案，需要在占空比的限定条件下，离线计算成本函数的最优解，将结果存储为查找表，最后在线插值近似求解。该方法只适用于特定的电压及电流工况，当电流或者电压的参考值改变时，需要再次离线计算。因而，需要将不同工况的最优解存储在表中，但当工况数量较多时，存储数据量将大大增加，数据占用存储空间增大。因此，上述端口功率解耦方案的计算量大，存储成本
技术实现思路
1、为了解决上述
技术介绍
中存在的技术问题，本专利技术提供一种应急供电下三有源桥变换器解耦控制方法及系统，采用高斯-牛顿优化算法对成本函数中的移相占空比进行寻优，使得成本函数的值最小，能实现tab变换器的在线端口功率解耦，同时，动态响应时间极短。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、本专利技术的第一个方面提供一种应急供电下三有源桥变换器解耦控制方法，其包括：
4、获取当前控制周期的电压采样值和电流采样值；
5、基于所述电压采样值和电流采样值，结合各端口的参考电压，采用高斯-牛顿优化算法对下一控制周期的移相占空比进行迭代寻优，使得成本函数的值最小；
6、将所述迭代寻优得到的下一控制周期的移相占空比，转换为控制功率开关器件的开关驱动信号；
7、其中，成本函数为各端口的下一控制周期的输出电压预测值与参考电压的差值的平方。
8、进一步地，通过脉冲宽度调制将所述下一控制周期的移相占空比，转换为控制功率开关器件的开关驱动信号。
9、进一步地，所述迭代寻优的停止条件为：本次迭代得到的下一控制周期的移相占空比与上一次迭代得到的下一控制周期的移相占空比的差值的绝对值，小于第一阈值。
10、进一步地，所述高斯-牛顿优化算法的步骤包括：基于所述电压采样值和电流采样值，结合各端口的参考电压，通过三有源桥变换器的输出电压预测模型方程组，计算雅各比矩阵，基于所述雅各比矩阵，计算海森矩阵和梯度矩阵，基于所述海森矩阵和梯度矩阵，通过高斯-牛顿法的增量方程，求解得到移相占空比的增量值，并对下一控制周期的移相占空比进行更新后，判断是否满足迭代寻优的停止条件，若没有，则返回重新计算雅各比矩阵。
11、进一步地，所述移相占空比的增量值为梯度矩阵与海森矩阵的比值。
12、进一步地，所述下一控制周期的移相占空比的更新方法为：将所述移相占空比的增量值和上一次迭代得到的下一控制周期的移相占空比的和，作为更新后的下一控制周期的移相占空比。
13、进一步地，所述三有源桥变换器的输出电压预测模型方程组为：
14、
15、所述雅各比矩阵表示为：
16、其中，下一控制周期的移相占空比x＝(x1,x2)t，d12＝x1，d13＝x2，d12和d13分别为第一端口和第二端口间的移相占空比以及第一端口和第三端口间的移相占空比；u1(k)、u2(k)和u3(k)为当前控制周期的电压采样值；i2(k)和i3(k)为当前控制周期的电流采样值；和为各端口的参考电压；三有源桥变换器中三个h桥的绕组比为1：n2：n3；ts表示开关周期，开关频率fs＝1/ts；l12、l23和l13为δ型等效电路的等效参数；c1、c2和c3为三有源桥变换器的支撑电容。
17、本专利技术的第二个方面提供一种应急供电下三有源桥变换器解耦控制系统，其包括：
18、数据获取模块，其配置为：获取当前控制周期的电压采样值和电流采样值；
19、移相占空比迭代更新模块，其配置为：基于所述电压采样值和电流采样值，结合各端口的参考电压，采用高斯-牛顿优化算法对下一控制周期的移相占空比进行迭代寻优，使得成本函数的值最小；
20、转换模块，其配置为：将所述迭代寻优得到的下一控制周期的移相占空比，转换为控制功率开关器件的开关驱动信号；
21、其中，成本函数为各端口的下一控制周期的输出电压预测值与参考电压的差值的平方。
22、本专利技术的第三个方面提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述所述的一种应急供电下三有源桥变换器解耦控制方法中的步骤。
23、本专利技术的第四个方面提供一种计算机设备，包括计算机可读存储介质、处理器及存储在计算机可读存储介质上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述所述的一种应急供电下三有源桥变换器解耦控制方法中的步骤。
24、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
25、本专利技术采用高斯-牛顿优化算法对成本函数中的移相占空比进行寻优，使得成本函数的值最小，能实现tab变换器的在线端口功率解耦，同时，动态响应时间极短，可应用于应急供电的场景下，当电压电流工况改变时，对成本函数的寻优过程不需要占用额外的存储空间，保证移动储能(应急发电)在接入微电网时变换器高效稳定的能量传输，实现变换器的高性能控制。
26、本专利技术采用高斯-牛顿优化算法对成本函数中的移相占空比进行寻优，通过基于高斯-牛顿的连续集模型预测控制方法，实现tab变换器传输瞬时大功率时的端口功率解耦，抑制端口电压波动传递。
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1.一种应急供电下三有源桥变换器解耦控制方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的一种应急供电下三有源桥变换器解耦控制方法，其特征在于，通过脉冲宽度调制将所述下一控制周期的移相占空比，转换为控制功率开关器件的开关驱动信号。
3.如权利要求1所述的一种应急供电下三有源桥变换器解耦控制方法，其特征在于，所述迭代寻优的停止条件为：本次迭代得到的下一控制周期的移相占空比与上一次迭代得到的下一控制周期的移相占空比的差值的绝对值，小于第一阈值。
4.如权利要求1所述的一种应急供电下三有源桥变换器解耦控制方法，其特征在于，所述高斯-牛顿优化算法的步骤包括：基于所述电压采样值和电流采样值，结合各端口的参考电压，通过三有源桥变换器的输出电压预测模型方程组，计算雅各比矩阵，基于所述雅各比矩阵，计算海森矩阵和梯度矩阵，基于所述海森矩阵和梯度矩阵，通过高斯-牛顿法的增量方程，求解得到移相占空比的增量值，并对下一控制周期的移相占空比进行更新后，判断是否满足迭代寻优的停止条件，若没有，则返回重新计算雅各比矩阵。
5.如权利要求4所述的一种应急供电下三有源
6.如权利要求4所述的一种应急供电下三有源桥变换器解耦控制方法，其特征在于，所述下一控制周期的移相占空比的更新方法为：将所述移相占空比的增量值和上一次迭代得到的下一控制周期的移相占空比的和，作为更新后的下一控制周期的移相占空比。
7.如权利要求4所述的一种应急供电下三有源桥变换器解耦控制方法，其特征在于，所述三有源桥变换器的输出电压预测模型方程组为：
8.一种应急供电下三有源桥变换器解耦控制系统，其特征在于，包括：
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一项所述的一种应急供电下三有源桥变换器解耦控制方法中的步骤。
10.一种计算机设备，包括计算机可读存储介质、处理器及存储在计算机可读存储介质上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-7中任一项所述的一种应急供电下三有源桥变换器解耦控制方法中的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种应急供电下三有源桥变换器解耦控制方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的一种应急供电下三有源桥变换器解耦控制方法，其特征在于，通过脉冲宽度调制将所述下一控制周期的移相占空比，转换为控制功率开关器件的开关驱动信号。
3.如权利要求1所述的一种应急供电下三有源桥变换器解耦控制方法，其特征在于，所述迭代寻优的停止条件为：本次迭代得到的下一控制周期的移相占空比与上一次迭代得到的下一控制周期的移相占空比的差值的绝对值，小于第一阈值。
4.如权利要求1所述的一种应急供电下三有源桥变换器解耦控制方法，其特征在于，所述高斯-牛顿优化算法的步骤包括：基于所述电压采样值和电流采样值，结合各端口的参考电压，通过三有源桥变换器的输出电压预测模型方程组，计算雅各比矩阵，基于所述雅各比矩阵，计算海森矩阵和梯度矩阵，基于所述海森矩阵和梯度矩阵，通过高斯-牛顿法的增量方程，求解得到移相占空比的增量值，并对下一控制周期的移相占空比进行更新后，判断是否满足迭代寻优的停止条件，若没有，则返回重新计算雅各比矩阵。
5.如权利要求4所述的一种应...
【专利技术属性】
技术研发人员：魏峰，刘朝章，许永刚，李中原，宫梓超，程中华，王波，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司应急管理中心，
类型：发明
国别省市：
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