【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于新能源，更具体地，本专利技术涉及一种光储充一体机中储能双向dc-dc变换器的控制系统。
技术介绍
1、随着可再生能源技术的迅速发展，光伏发电作为一种清洁且高效的能源形式，已得到广泛应用。在此背景下，光储充一体机作为将光伏发电、储能系统及充电桩集成于一体的装置，近年来在光储充微网系统中发挥了重要作用。然而，由于光伏发电的随机性和间歇性，光储充一体机的输出功率易受到光照强度、温度及阴影等因素的影响。尤其在天气剧烈变化时，光伏输出功率的波动性较大，导致直流母线电压频繁波动。这种不稳定性不仅影响光储充一体机的运行效率，还对储能装置的正常运转构成挑战。因此，如何有效应对光伏发电的随机性和间歇性，已成为提高系统稳定性与可靠性的关键问题。
2、储能系统在光储充一体机中起到平衡功率、调节电压及提高系统稳定性的作用。通过储能系统，可以在光伏发电功率过剩时存储多余能量，在光伏发电功率不足时释放储存的能量，从而实现系统功率的平衡及直流母线电压的稳定。然而，储能系统的充放电特性及控制策略直接影响其调节性能和使用寿命。储能双向dc-dc变换器作为母线和储能单元的接口电路，在平抑直流母线波动中发挥关键作用。在实际应用中，传统的比例-积分控制策略由于其简单性和易于实现，广泛应用于储能双向dc-dc变换器的控制。然而，pi控制主要依赖固定参数的线性反馈控制，当面对光伏系统的快速扰动和负载投切变化时，无法有效处理系统的非线性和不确定性问题，导致直流母线电压的波动较大，系统的抗干扰能力较差。这种控制策略的局限性不仅降低了系统的动态响应速度
3、自抗扰控制(active disturbance rejection control，adrc)是一种无需依赖精确数学模型的控制方法，通过扩展状态观测器(extended state observer，eso)实时估计系统的未知扰动，并通过反馈控制器对其进行补偿，从而显著提高系统的抗扰性能。ladrc(linear active disturbance rejection control，ladrc)在传统adrc的基础上引入了线性化处理，使得控制器设计更加简洁，并在一定程度上保留了adrc的抗扰优势。但ladrc在应对系统高频动态响应时，存在响应速度较慢的问题。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种光储充一体机中储能双向dc-dc变换器的控制系统，旨在改善上述问题。
2、本专利技术是这样实现的，一种光储充一体机中储能双向dc-dc变换器的控制系统，所述系统包括：
3、电压外环前馈线性自抗扰控制器，用于控制储能双向dc-dc变换器电压尽可能的维持在参考电压vdcref。
4、进一步的，所述电压外环前馈线性自抗扰控制器包括：
5、跟踪微分控制器td、线性扩展状态观测器leso、线性状态误差反馈控制律lsef和前馈控制器组成，其中：
6、跟踪微分控制器td用于对参考电压信号vdcref进行平滑处理，生成动态期望信号v1及其微分信号v2；
7、线性扩展状态观测器leso用于跟踪实际电压信号vdc，并估计电压环的内外扰动量z1(t)、z2(t)、z3(t)；
8、线性状态误差反馈控制律lsef用于生成扰动量z1(t)、z2(t)、z3(t)的补偿电压u(t)；
9、前馈控制器用于根据补偿电压u(t)生成储能双向dc-dc变换器的预估电流参考值ibatref(t)。
10、进一步的，将预估电流参考值ibatref(t)输入boost模式下的传递函数，得到储能双向dc-dc变换器在boost模式下的占空比dboost及直流母线电压vdc。
11、进一步的，线性扩展状态观测器leso中电压环的内外扰动量z1(t)、z2(t)、z3(t)基于如下公式进行计算：
12、
13、式中，β1、β2、β3、β4为观测器的增益系数；b0为补偿因子；z1(t-1)、z2(t-1)、z3(t-1)为上一时刻的三个扰动量，z1(t)、z2(t)、z3(t)分别为当前时刻的三个扰动量；vdc(t)为储能双向dc-dc变换器当前的电压信号；e1(t)为当前时刻的观测值z1与储能双向dc-dc变换器电压的误差信号；e2(t)分为当前时刻的直流母线电压微分x1与观测值z2之间的误差信号；u(t-1)为线性状态误差反馈控制律lsef在上一时刻的输出。
14、进一步的，增益系数β1、β2、β3、β4的参数配置如下：
15、
16、式中，ω0为电压外环前馈线性自抗扰控制器的带宽。
17、进一步的，补偿电压u(t)的计算公式具体如下：
18、
19、其中，e3(t)、e4(t)分别为当前动态期望信号v1与当前观测值z1之间的误差信号，当前微分信号v2与当前观测值z2之间的误差信号；b0为补偿因子；kp、kd分别为比例增益、积分增益；u0(t)为补偿电压的初始值。
20、进一步的，误差信号e3(t)、e4(t)表达式如下：
21、
22、其中，v1、v2参分别为考电压信号vdcref当前的动态期望信号及其微分信号，z1(t)、z2(t)均为线性扩展状态观测器leso输出的扰动量。
23、进一步的，储能双向dc-dc变换器的预估电流参考值ibatref(t)的计算公式具体如下：
24、ibatref(t)＝kf×[vref-vdc(t)]+u(t)；
25、式中kf为前馈控制系数，u(t)为线性状态误差反馈控制律lsef当前时刻的输出。
26、进一步的，动态期望信号v1及其微分信号v2的计算公式具体如下：
27、
28、式中：vdcref为设置的参考电压，v1(t-1)、v2(t-1)为上一时刻的动态期望信号、微分信号，v1(t)、v2(t)为当前时刻的动态期望信号、微分信号，fsh(·)为最速综合控制函数；r为速度因子；h为滤波因子。
29、本专利技术通过在线性扩展状态观测器中引入直流母线电压微分与其观测值之间的误差项，使得观测器不仅依赖于当前的电压值，还考虑了电压变化的速率，这种设计增加了观测器对系统动态变化的敏感性，使其能够更快速地响应系统状态的变化；具体来说，电压微分项能够及时反映系统中快速变化的扰动或负载变化，促使观测器迅速调整估计值，从而加快整个控制系统的响应速度。直流母线电压的微分信息包含了系统状态变化的动态特征，通过将其与观测值的误差引入观测器，可以为扰动估计提供更多的动态信息。这使得观测器在估计扰动时，不仅依赖于电压的当前值，还能够利用其变化趋势，从而提高估计的准确性和及时性。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种光储充一体机中储能双向DC-DC变换器的控制系统，其特征在于，所述系统包括：
2.如权利要求1所述光储充一体机中储能双向DC-DC变换器的控制系统，其特征在于，所述电压外环前馈线性自抗扰控制器包括：
3.如权利要求1所述光储充一体机中储能双向DC-DC变换器的控制系统，其特征在于，将预估电流参考值Ibatref(t)输入Boost模式下的传递函数，得到储能双向DC-DC变换器在Boost模式下的占空比dBoost及直流母线电压Vdc。
4.如权利要求2所述光储充一体机中储能双向DC-DC变换器的控制系统，其特征在于，线性扩展状态观测器LESO中电压环的内外扰动量z1(t)、z2(t)、z3(t)基于如下公式进行计算：
5.如权利要求4所述光储充一体机中储能双向DC-DC变换器的控制系统，其特征在于，增益系数β1、β2、β3、β4的参数配置如下：
6.如权利要求2所述光储充一体机中储能双向DC-DC变换器的控制系统，其特征在于，补偿电压u(t)的计算公式具体如下：
7.如权利要求6所述光储充一体机中储能
8.如权利要求2所述光储充一体机中储能双向DC-DC变换器的控制系统，其特征在于，储能双向DC-DC变换器的预估电流参考值Ibatref(t)的计算公式具体如下：
9.如权利要求2所述光储充一体机中储能双向DC-DC变换器的控制系统，其特征在于，动态期望信号v1及其微分信号v2的计算公式具体如下：
...【技术特征摘要】
1.一种光储充一体机中储能双向dc-dc变换器的控制系统，其特征在于，所述系统包括：
2.如权利要求1所述光储充一体机中储能双向dc-dc变换器的控制系统，其特征在于，所述电压外环前馈线性自抗扰控制器包括：
3.如权利要求1所述光储充一体机中储能双向dc-dc变换器的控制系统，其特征在于，将预估电流参考值ibatref(t)输入boost模式下的传递函数，得到储能双向dc-dc变换器在boost模式下的占空比dboost及直流母线电压vdc。
4.如权利要求2所述光储充一体机中储能双向dc-dc变换器的控制系统，其特征在于，线性扩展状态观测器leso中电压环的内外扰动量z1(t)、z2(t)、z3(t)基于如下公式进行计算：
5.如权利要求4所述...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。