[发明专利]一种基于多模式模型预测的DAB变换器宽范围调控方法

说明书

本发明提供一种基于多模式模型预测的DAB变换器宽范围调控方法，涉及新能源与直流微网变换技术领域。本发明采用多模式控制可以实现DAB变换器在更宽电压范围运行，通过模式识别进行不同控制目标优化对于更适用于复杂工况，维持DAB变换器正常运行。采用模式A、模式B、模式C进行DAB变换器宽范围调控，提高了DAB变换器传输效率和动态响应，在没有卡尔曼滤波器不影响稳态运行下减少计算量。本发明对于DAB变换器在宽范围内可以实现动态性能、稳态传输效率和鲁棒性综合三方面的有效提升。

技术领域

本发明涉及新能源与直流微网变换技术领域，尤其涉及一种基于多模式模型预测的DAB 变换器宽范围调控方法。

背景技术

随着化石化能源逐渐枯竭，各国开始重视清洁能源及非化石能源的开发，可再生能源经过近几十年的发展，目前可以规模化接入、促进传统电网向智能电网过渡，符合当今国家政策要求。目前采用最多的形式是直流微电网，其中一种结构直-直变换作为光伏阵列、燃料电池以及大功率储能电容等装置的接口。同时在电动汽车领域DC-DC变换器也是世界范围的热点之一，在电动汽车充电站变流技术领域，为了规范电动汽车公共充电装置的系统架构，美国汽车工程师协会(Society ofAutomotive Engineers)建立了SAE J1772充电标准，定义了电动汽车充电的物理特征、通信协议和电气接口等规范。其中直流等级最大可提供400A，240kW 的充电能力以满足电动汽车快速充电需求。DC-DC结构的变换器的出现和发展可以有效解决充电桩技术问题。两种场合都对直流接口装置提出了要求，DC-DC变换器成了解决方案之一，但是对于其在动态性能、鲁棒性、传输效率方面的控制策略研究及设计提出挑战。

其中拓扑结构有双向Buck-Boost变换器、四管双向Buck-Boost变换器等隔离型双向 DC-DC变换器，还有隔离型双向DC-DC变换器拓扑如正激双向DC-DC变换器、推挽双向DC-DC变换器以及双向全桥DC-DC变换器。

目前拓扑结构采用最多的是双有源全桥(Dual active full bridge,DAB)结构，其控制策略主要有3种形式，为变频控制、占空比控制和移相控制。其主要控制方式为移相控制，多采用双移相控制，其优化目标为两个移相比，在提高传输效率和减小电流应力和回流功率方面性能优良。

模型预测控制属于预测控制的一种，其主要思想是利用系统未来所有可能的动作，预测出系统所有可能的输出，然后通过约束条件和性能优化指标等选择未来的最优动作，总体而言是一种最优求解方法。

模型预测控制存在的一个很大的问题在于，依赖模型参数的准确度，但是在实际的工作环境下，受自温度、杂散损耗复杂工况引起自身参数扰动和外界负载扰动，有必要对DAB变换器参数进行在线辨识提高跟踪性能，即对模型参数进行实时修正以提高DAB变换器的鲁棒性。

实际运行条件下，会遇到各种工况的情况，仅仅采用一种运行模式无法保证DAB变换器能在宽范围电压条件下运行，有必要对此进行展开研究提高控制系统的鲁棒性。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种基于多模式模型预测的DAB变换器宽范围调控方法，对DAB变换器在宽范围内保持动态性能、鲁棒性、传输效率进行改善。

本发明所采取的技术方案是：

一种基于多模式模型预测的DAB变换器宽范围调控方法，包括以下步骤：

步骤1：使用电压采集装置对DAB变换器的输出电压进行采集；

步骤2：设定DAB变换器输出电压给定值，根据DAB变换器的实际电压波动范围选择对应的DAB变换器宽范围调控模式；

步骤3：DAB变换器通过步骤2选定的调控模式运行，完成对DAB变换器宽范围的调控。

所述变换器宽范围调控模式包括模式A、模式B以及模式C；