恭喜安徽工程大学人工智能技术有限公司;安徽工程大学吴浙勋获国家专利权
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龙图腾网恭喜安徽工程大学人工智能技术有限公司;安徽工程大学申请的专利一种基于前馈变结构PI控制的光储微网直流母线电压稳定方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119093313B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-04-08发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202411271250.9,技术领域涉及:H02J1/10;该发明授权一种基于前馈变结构PI控制的光储微网直流母线电压稳定方法是由吴浙勋;葛愿;林棋涛设计研发完成,并于2024-09-11向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于前馈变结构PI控制的光储微网直流母线电压稳定方法在说明书摘要公布了:本发明提供一种基于前馈变结构PI控制的光储微网直流母线电压稳定方法,在光储直流微网中,为确保蓄电池与直流母线之间的能量流动平滑且稳定,并解决光伏输出不确定性和负荷频繁扰动导致的直流母线电压波动较大及抗扰性能较差的问题,本发明在建立双向DC‑DC变换器的小信号数学模型的基础上,设计了一种基于变结构PI控制的双向DC‑DC变换器控制策略。该策略利用变结构控制对干扰信号的实时信息进行补偿,并结合前馈控制,以增强系统的鲁棒性。
本发明授权一种基于前馈变结构PI控制的光储微网直流母线电压稳定方法在权利要求书中公布了:1.一种基于前馈变结构PI控制的光储微网直流母线电压稳定方法,其特征在于:所述方法包括以下步骤:步骤一:设立光储直流微网,光储直流微网结构主要包括光伏发电单元、负载、电力电子变换器和储能单元,在此结构中,储能单元的放电功率定义为正值,充电功率定义为负值,电网吸收功率定义为正值;各变量之间的关系如公式PES=PGird+PLoad-PPV所示,式中:PES为蓄电池的输出功率;PGrid直流母线向电网输送的功率;Pload为直流母线向负载侧输送的功率;PPV为光伏的输出功率;步骤二:储能双向DC-DC变换器建模,所述换器建模分为Boost模式下的数学模型和Buck模式下的数学模型;步骤三:前馈变结构PI控制器设计,基于前馈变结构PI控制的电压外环控制策略包括变结构PI控制器和前馈控制器两部分,变结构PI控制器负责处理系统的主要误差,通过调整控制输入来减小系统的稳态误差和动态误差,并动态调节积分增益ki以应对系统的非线性和动态变化;前馈控制器通过实时补偿干扰信号来提高系统的鲁棒性,前馈控制器根据干扰信号的大小和变化趋势,迅速调整控制输入,而无需等待系统误差的显现;所述步骤三中前馈变结构PI控制器设计对控制输入的饱和误差V1-V2进行积分,并通过自适应系数进行调整,随后将调整结果添加到PI控制器的积分项中,自适应调整规律β如下: 式中:α为自适应调整增益系数,一般取1;V3为平均增益系数;e1为系统反馈误差;ki为控制器积分增益系数;V3的计算方式如下:V3=Vmax+Vmin2,式中:Vmax为控制器最大输出;Vmin为控制器最小输出;所述变结构PI控制的表达式如下:ut=Kpet+kiβ,式中:kp为控制器比例增益系数,前馈控制器根据干扰信号的大小和变化趋势进行补偿;干扰发生的瞬间,前馈控制器立即响应,无需等待系统偏差的产生;前馈控制器不依赖于系统的输出误差,在干扰刚刚出现时进行补偿,从而避免系统滞后的影响;其数学表达式如下:Ibatreft=Kffc×[Vdcref-Vdct]+V2t,式中:Kffc为前馈控制系数;Ibatref为电流环控制的参考值;Udcref为电压环控制的参考值。
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