一种基于预定义时间前馈补偿的直流微电网无源模型预测控制方法技术

本发明专利技术提出一种基于预定义时间前馈补偿的直流微电网无源模型预测控制方法。该控制方法的设计流程具体为：首先，通过设计预定义时间非线性扰动观测器对外部干扰进行在线估计和前馈补偿，系统的鲁棒性得到了显著提高。为了获得最佳控制结构，系统参数将被在线估计，而不是严格假设的干扰信号。然后，设计了由无源控制电压环和模型预测控制电流环组成的自适应无源模型预测控制(APMPC)，它具有结构简单、高鲁棒性、快速电压调节等优点。此外，在模型预测控制电流环之前，还可以通过饱和限流环节实现简单的限流。本发明专利技术提出的预定义时间扰动观测器确保了误差信号在自由设定的时间上界内收敛。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及直流微电网，特别是涉及一种基于预定义时间前馈补偿的直流微电网无源模型预测控制方法。

技术介绍

1、近年来，微电网作为有效集成可再生能源、储能系统、分布式发电单元和现代电力电子负载的小型电力系统受到广泛关注。与交流微电网相比，直流微电网的控制结构相对简单，可避免无功功率、相位同步和频率调节问题。此外，dc/dc升压变换器是直流微电网最常见的接口之一，可减少大多数直流电源和负载的冗余能量转换阶段。因此，探索能实现快速母线电压调节并稳定考虑恒功率负载的直流微电网接口变换器的控制策略是非常重要的。

2、在直流微电网中，现代电力电子负载通常包括电阻性负载和恒功率负载。前者属于无源元件，可为直流微电网系统提供正阻尼。相反，恒功率负载是严格调节的电力电子变换器负载，其表现为消耗恒定功率，使输入端呈现负增量阻抗特性，从而与源转换器相互作用降低系统阻尼，甚至导致平衡点的极限循环震荡行为。因此，高渗透率的恒功率负载对直流微电网的稳定运行构成了巨大威胁。为了解决上述问题，大多数研究分别基于小信号稳定性和大信号稳定性。其中基于小信号稳定性的控制策略主要分本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于预定义时间前馈补偿的直流微电网无源模型预测控制方法，其特征在于，所述控制方法首先通过设计预定义时间非线性扰动观测器对外部干扰进行在线估计和前馈补偿，具体地用于在预定时间内准确估计时变和未知的负载功率和输入电压；然后，设计了由无源控制电压环和模型预测控制电流环组成的自适应无源模型预测控制器APMPC，用于控制带有恒功率负载的DC/DC升压变换器；最后在模型预测控制电流环之前，通过饱和限流环节实现限流。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对DC/DC升压变换器进行数学建模，在不失一般性的前提下，DC/DC升压变换器的平均动态模型表示为:p>

3.根据权...

【技术特征摘要】

1.一种基于预定义时间前馈补偿的直流微电网无源模型预测控制方法，其特征在于，所述控制方法首先通过设计预定义时间非线性扰动观测器对外部干扰进行在线估计和前馈补偿，具体地用于在预定时间内准确估计时变和未知的负载功率和输入电压；然后，设计了由无源控制电压环和模型预测控制电流环组成的自适应无源模型预测控制器apmpc，用于控制带有恒功率负载的dc/dc升压变换器；最后在模型预测控制电流环之前，通过饱和限流环节实现限流。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对dc/dc升压变换器进行数学建模，在不失一般性的前提下，dc/dc升压变换器的平均动态模型表示为:

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，预定义时间非线性扰动观测器的设计具体为：为了在预定时间内估算式(1)中的δ1，引入了一个参考辅助变量，其表达式为

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在无源控制电压环设计中，为了便于自适应无源模型预测控制器的设...

【专利技术属性】
技术研发人员：张泽华，王盼宝，周洋，柯镇宇，刘涵颖，王卫，徐殿国，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：