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专利号: 2021111062815
申请人: 电子科技大学
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:

1.一种分布式直流智能负载虚拟惯性控制方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1:采集串联电力弹簧结构的智能负载拓扑中每一个智能负载的电流IN和电压VM,并计算智能负载中串联非关键负载电压偏差率δNCL具体计算过程为,其中,VBus_ref为直流微电网母线电压额定值,R为智能负载中等效非关键负载电阻,IN为智能负载输出电流;

步骤2:建立一个连通的直流微电网通信网络,通信网络中相邻智能负载通过交换非关键负载电压偏差率δNCL,得到系统中所有非关键负载电压偏差率平均值δNCL_avg和所有智能负载平均电流值IN_avg,具体计算过程为:其中,i表示第i个智能负载,j表示与第i个智能负载通信的智能负载j,dij为第i和第j个智能负载之间的转移系数,由预先设置的通信网络拓扑决定,m为系统中总的智能负载个数,k表示第k个控制周期;

其中,ni表示与智能负载i通信的其它智能负载个数,nj表示与智能负载j通信的其它智能负载个数;

系统非关键负载电压偏差率平均值δNCL_avg的值为δNCL_i(k+1)的收敛值;

通过最终得到的非关键负载电压偏差率平均值,由下式得到智能负载平均电流值:其中,当VBus_ref‑RIN>0时为+,VBus_ref‑RIN<0为‑;

步骤3:建立智能负载中串联电力弹簧变换器电压预测模型,由下式描述:其中,VE为串联电力弹簧变换器输出电压,Ts为系统采样周期,CES为变换器输出电容值,IE为串联电力弹簧变换器的输出电流,k表示第k个控制周期,下角标M为智能负载,下角标E为变换器;

结合电压预测模型和虚拟电容电流公式,建立虚拟电容电流预测模型:其中,Cvir为虚拟电容值;

建立以虚拟电容为变量的目标函数Jvir如下所示,

求取目标函数Jvir在Cvir不断变化下的最小值,该最小值对应的Cvir即为下一时刻最优虚拟电容值,带入虚拟电容电流预测模型得到下一时刻虚拟电容电流增量ΔIvir;

步骤4:对智能负载中串联电力弹簧输出电压采用电压电流双环控制,具体控制过程为:电压电流双环控制中,电流内环的参考值由下式得到:IES_V=(Kp+∫Ki)(VBus_ref‑VM)+ΔIvir+ΔINCL其中,Kp和Ki分别为电压环PI控制器比例系数和积分系数,由经验决定;

非关键负载电压偏差率修正值由下式得到:

ΔINCL=(K′p+∫K′i)(IN_avg‑IN)其中,K′p和K′i分别为非关键负载电压偏差率修正环PI控制器比例系数和积分系数;

并在电流内环中加入虚拟电容电流增量进行补偿和步骤2得到的非关键负载电压偏差率平均值进行修正。

2.如权利要求1所述的分布式直流智能负载虚拟惯性控制方法,其特征在于,单个直流智能负载的结构由串联电力弹簧和串联非关键负载组成。

3.如权利要求1所述的分布式直流智能负载虚拟惯性控制方法,其特征在于,步骤1智能负载的电压和电流为智能负载端的电压VM和输出电流IN,通过传感器测量得到。