【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及直流配電網(wǎng)，尤其涉及一種直流配電網(wǎng)輔助電源的電壓控制方法、裝置、設(shè)備及介質(zhì)。
技術(shù)介紹
1、隨著太陽能光伏和風(fēng)力發(fā)電等新能源的快速發(fā)展，直流配電網(wǎng)正逐漸成為電力系統(tǒng)中的重要組成部分。直流配電網(wǎng)具有能量傳輸效率高、與可再生能源兼容以及靈活控制等優(yōu)勢。針對(duì)直流配電網(wǎng)不依賴外部交流電源為一次電力設(shè)備以及電力檢測、監(jiān)控類設(shè)備等設(shè)備輔助供電問題，需設(shè)計(jì)適用于直流配電網(wǎng)的輔助電源。目前單端反激變換器因結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉而廣泛用于光伏逆變器、不間斷電源、變頻器和充電模塊等電力電子系統(tǒng)的輔助電源。
2、直流配電網(wǎng)輸入電壓等級(jí)較高，所用電力設(shè)備額定電壓較低，變換器需要實(shí)現(xiàn)高降壓比，變換器開關(guān)管的電壓應(yīng)力也隨之提高，這不僅影響開關(guān)器件選型，還會(huì)降低輔助電源效率，傳統(tǒng)的反激變換器不再適用于直流配電網(wǎng)的輔助電源。
3、輔助電源由于開關(guān)管的周期性切換開關(guān)狀態(tài)表現(xiàn)出非線性特征，傳統(tǒng)的pid控制方式通過將系統(tǒng)近似線性化實(shí)現(xiàn)控制，對(duì)系統(tǒng)控制效果較差，不能實(shí)現(xiàn)輔助電源的快速動(dòng)態(tài)響應(yīng)和穩(wěn)定的輸出電壓。
4、公開于該
技術(shù)介紹
部分的信息僅僅旨在加深對(duì)本專利技術(shù)的總體
技術(shù)介紹
的理解，而不應(yīng)當(dāng)被視為承認(rèn)或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)提供了一種直流配電網(wǎng)輔助電源的電壓控制方法、裝置、設(shè)備及介質(zhì)，從而有效解決
技術(shù)介紹
中的問題。
2、為了達(dá)到上述目的，本專利技術(shù)所采用的技術(shù)方案是：一種直流配電網(wǎng)輔助電源的電壓
3、獲取輔助電源電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，確定變壓器變比的約束條件；
4、以所述約束條件構(gòu)建輔助電源輸出電壓的狀態(tài)空間模型，并以預(yù)設(shè)控制時(shí)間步長對(duì)所述狀態(tài)空間模型離散化，得到離散模型，利用正向歐拉法對(duì)所述離散模型的所述輸出電壓進(jìn)行預(yù)測；
5、對(duì)預(yù)測的所述輸出電壓與參考電壓作差，構(gòu)建系統(tǒng)輸出電壓的代價(jià)函數(shù)，通過以所述代價(jià)函數(shù)最小為目標(biāo)對(duì)變壓器進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。
6、進(jìn)一步地，所述變壓器變比的約束條件包括：
7、
8、式中，n為變壓器原邊繞組n1和副邊繞組n2之比；vin為系統(tǒng)輸入電壓，vo為輸出電壓、dmax為最大占空比、vdmax為二極管反向耐壓值，vdsmax為開關(guān)管最大承受電壓。
9、進(jìn)一步地，所述構(gòu)建輔助電源輸出電壓的狀態(tài)空間模型，包括：
10、
11、式中，co為輸出電容，s為開關(guān)管開通和關(guān)斷狀態(tài)，定義為1和0，is為變壓器副邊輸出電流。
12、進(jìn)一步地，所述以預(yù)設(shè)控制時(shí)間步長對(duì)所述狀態(tài)空間模型離散化，得到離散模型，包括：
13、
14、式中，k為預(yù)設(shè)控制時(shí)間步長，is(k)為變壓器副邊輸出電流，ip(k)為變壓器原邊輸入電流。
15、進(jìn)一步地，所述利用正向歐拉法對(duì)所述離散模型的所述輸出電壓進(jìn)行預(yù)測，包括：
16、當(dāng)s(k)＝0、is(k)不為0時(shí)，預(yù)測電壓vo(k+1)：
17、
18、當(dāng)s(k)＝1、is(k)為0時(shí)，預(yù)測電壓vo(k+1)：
19、
20、式中，s(k)為以k為預(yù)設(shè)控制時(shí)間步長的控制信號(hào)。
21、進(jìn)一步地，所述對(duì)預(yù)測的所述輸出電壓與參考電壓作差，構(gòu)建系統(tǒng)輸出電壓的代價(jià)函數(shù)，包括：
22、j＝|vo(k+1)-vref|；
23、式中，j為代價(jià)函數(shù)，vo(k+1)為預(yù)測的所述輸出電壓，vref為參考電壓。
24、本專利技術(shù)還包括一種直流配電網(wǎng)輔助電源的電壓控制裝置，使用如上述的方法，所述裝置包括：
25、約束單元，用于獲取輔助電源電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，確定變壓器變比的約束條件；
26、離散建模單元，用于以所述約束條件構(gòu)建輔助電源輸出電壓的狀態(tài)空間模型，并以預(yù)設(shè)控制時(shí)間步長對(duì)所述狀態(tài)空間模型離散化，得到離散模型，利用正向歐拉法對(duì)所述離散模型的所述輸出電壓進(jìn)行預(yù)測；
27、控制單元，用于對(duì)預(yù)測的所述輸出電壓與參考電壓作差，構(gòu)建系統(tǒng)輸出電壓的代價(jià)函數(shù)，通過以所述代價(jià)函數(shù)最小為目標(biāo)對(duì)變壓器進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。
28、本專利技術(shù)還包括一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括存儲(chǔ)器、處理器及存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器上并可在處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)，實(shí)現(xiàn)如上述的方法。
29、本專利技術(shù)還包括一種存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，該計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如上述的方法。
30、本專利技術(shù)的有益效果為：通過以約束條件構(gòu)建輔助電源輸出電壓的狀態(tài)空間模型，并以預(yù)設(shè)控制時(shí)間步長對(duì)狀態(tài)空間模型離散化，得到離散模型，利用正向歐拉法對(duì)離散模型的輸出電壓進(jìn)行預(yù)測，模型預(yù)測控制方式具有實(shí)時(shí)優(yōu)化的特性，采用模型預(yù)測控制，通過代價(jià)函數(shù)獲得最佳占空比，可以實(shí)現(xiàn)輔助電源的快速動(dòng)態(tài)響應(yīng)和穩(wěn)定的輸出電壓。
本文檔來自技高網(wǎng)...【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種直流配電網(wǎng)輔助電源的電壓控制方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流配電網(wǎng)輔助電源的電壓控制方法，其特征在于，所述變壓器變比的約束條件包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的直流配電網(wǎng)輔助電源的電壓控制方法，其特征在于，所述構(gòu)建輔助電源輸出電壓的狀態(tài)空間模型，包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的直流配電網(wǎng)輔助電源的電壓控制方法，其特征在于，所述以預(yù)設(shè)控制時(shí)間步長對(duì)所述狀態(tài)空間模型離散化，得到離散模型，包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的直流配電網(wǎng)輔助電源的電壓控制方法，其特征在于，所述利用正向歐拉法對(duì)所述離散模型的所述輸出電壓進(jìn)行預(yù)測，包括：
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流配電網(wǎng)輔助電源的電壓控制方法，其特征在于，所述對(duì)預(yù)測的所述輸出電壓與參考電壓作差，構(gòu)建系統(tǒng)輸出電壓的代價(jià)函數(shù)，包括：
7.一種直流配電網(wǎng)輔助電源的電壓控制裝置，其特征在于，使用如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的方法，所述裝置包括：
8.一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括存儲(chǔ)器、處理器及存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器上并可在處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，其特
9.一種存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，該計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的方法。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種直流配電網(wǎng)輔助電源的電壓控制方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流配電網(wǎng)輔助電源的電壓控制方法，其特征在于，所述變壓器變比的約束條件包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的直流配電網(wǎng)輔助電源的電壓控制方法，其特征在于，所述構(gòu)建輔助電源輸出電壓的狀態(tài)空間模型，包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的直流配電網(wǎng)輔助電源的電壓控制方法，其特征在于，所述以預(yù)設(shè)控制時(shí)間步長對(duì)所述狀態(tài)空間模型離散化，得到離散模型，包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的直流配電網(wǎng)輔助電源的電壓控制方法，其特征在于，所述利用正向歐拉法對(duì)所述離散模型的所述輸出電壓進(jìn)行預(yù)測，...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：周琦，張宸宇，劉瑞煌，袁宇波，喻建瑜，張亮，張敬昊，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：國網(wǎng)江蘇省電力有限公司電力科學(xué)研究院，
類型：發(fā)明
國別省市：
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