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专利号: 2021110249699
申请人: 电子科技大学长三角研究院(湖州)
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-12-01
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.基于电池测试系统的直流微电网电压稳定控制的分数阶模型预测虚拟惯性控制方法。

其特征在于,所述方法包括:

由动力电池测试系统构成的直流微网,由于直流电容容量有限,呈现低惯性,蓄电池的充放电测试容易引起直流母线电压波动,危及系统的稳定性。为了提高系统的惯性,同时获得良好稳定性,提出一种分数阶模型预测的虚拟惯性控制策略(FO‑MPC‑VIC);

首先,为获得足够的惯性支持,采用虚拟电容来增加惯性,模拟同步发电机特性,提出虚拟惯性控制;然后用分数阶虚拟惯性环节代替传统一阶惯性环节,大大提高了系统的稳定性;

通过分数阶模型预测控制器,提出虚拟直流电流补偿方法,实现在直流母线电压波动的情况下实时改变虚拟惯性控制(VIC)中的虚拟参考电流,进一步增大系统惯性,达到抑制直流母线电压波动的目的。

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,电池测试直流微网系统电压波动调节能力提高的FO‑MPC‑VIC方法包括:采用分数阶的虚拟惯性控制作为最基本的控制策略。在直流母线电压波动情况下,直流电容能够提供的惯性有限,引入虚拟电容,推导出虚拟电容的虚拟惯性控制策略。有研究表明分数阶是描述复杂动力系统的重要工具。相比于分数阶VIC控制,一阶惯性环节的VIC控制具有较低的相位裕度和幅值裕度,较低的稳定性在干扰情况下不利于系统正常运行。

分数阶VIC能够增强系统稳定性,同时增加了一个分数阶阶次的自由度,通过调节阶次满足系统不同情况下的工作需求。

3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,分数阶模型预测控制器的调整过程:采用Grünwald‑Letnikov的分数阶定义,在有限的历史步长内,建立了分数阶虚拟惯性方程(FO‑VIC)的状态空间表达式,同时根据最小的直流母线电压波动和模型预测控制器(MPC)的出力建立目标方程。当电压出现波动时,分数阶模型预测控制器(FO‑MPC)通过计算出最优的补偿增量,叠加到虚拟参考电流上,实现实时改变虚拟电流参考指令值,进一步增大系统抑制电压波动的能力。