一种直流微网母线电压鲁棒自治控制方法

摘要

本发明涉及一种直流微网母线电压鲁棒自治控制方法，采用非线性干扰观测器、直流母线电压下垂控制和电压/电流双环控制相结合，包括：建立DC-DC变流器模型；通过非线性干扰观测器对DC-DC变流器输出电流进行跟踪，采用基于二阶通用积分环节的带通滤波环节对观测器输出结果进行滤波：直流母线电压下垂控制中输出电流采用非线性干扰观测器输出结果；电压/电流双环控制中采用非线性干扰观测器输出结果的扰动电流前馈控制方法。本发明既能实现直流微电网对等控制和自治运行，还能有效提高控制系统动态响应，抑制暂态直流母线电压波动和冲击，有利于直流微电网内分布式电源和负荷的扩展和即插即用。

主权项

一种直流微网母线电压鲁棒自治控制方法，采用非线性干扰观测器、直流母线电压下垂控制和电压/电流双环控制相结合，其特征在于，(1)建立DC‑DC变流器模型，其表达式如下：$\left\{\begin{array}{c}C\frac{{\mathrm{du}}_{dc}}{dt}=i_{bat}-i_o\\ u_s=L\frac{{\mathrm{di}}_L}{dt}+(1-d_2)u_{dc}\\ u_s{i}_L=u_{dc}{i}_{bat}\end{array}\right.$式中，C代表直流母线电容；L为直流侧电感；u_s、u_dc分别表示储能端口电压和直流母线电压；i_L、i_bat、i_o分别表示储能输出电感电流、高压侧输出电流和DC‑DC输出电流；d₂为开关管S₂的占空比；(2)通过非线性干扰观测器对DC‑DC变流器输出电流进行跟踪，采用基于二阶通用积分环节的带通滤波环节对观测器输出结果进行滤波，其表达式如下：$\left\{\begin{array}{c}\frac{dz}{dt}=\frac{l}{C}z+\frac{l^2{u}_{dc}}{C}-\frac{{\mathrm{lu}}_s}{C}·\frac{i_L}{u_{dc}},{\hat{i}}_o=z+l{u}_{dc}\\ {\hat{i}}_{o\_filter}={\hat{i}}_o(s^2+{\left(2{\omega }_0\right)}^2)/s^2+2k_f{\omega }_{0}s+{\left(2{\omega }_0\right)}^2\end{array}\right.$式中，表示该直流母线电压控制单元输出电流的观测值，z为观测器中间状态变量，l为观测器增益，取为l∈[2，5]；为i_o的观测值；ω₀为交流负荷或电网电压频率；增益k_f取0.5～1.5；(3)直流母线电压下垂控制中输出电流采用非线性干扰观测器输出结果；(4)电压/电流双环控制中采用非线性干扰观测器输出结果的扰动电流前馈控制方法。