基于MPC的電氣蓄能系統(tǒng)雙向直流變換器研究.pdf

1、在擁有多種用電和發(fā)電設(shè)備的系統(tǒng)中，為了合理利用工作于多個(gè)象限的往復(fù)式用電設(shè)備產(chǎn)生的電能，本文從建筑中的各用電設(shè)備著手，提出了一個(gè)可以實(shí)現(xiàn)再生能量和系統(tǒng)能源的有效再分配的系統(tǒng)，稱為電氣蓄能系統(tǒng)。其中雙向DC-DC變換器作為儲(chǔ)能設(shè)備與可發(fā)電的用電設(shè)備之間的能量連接裝置，可大大減小設(shè)備空間與重量，選擇合理的雙向變換器拓?fù)渑c合理的控制方式，是蓄能系統(tǒng)的關(guān)鍵之一，也是本文研究的主題。
　　首先對電氣蓄能系統(tǒng)進(jìn)行方案論證，并闡述了該系統(tǒng)的架構(gòu)

2、和研究的必要性。通過電氣蓄能系統(tǒng)的工作環(huán)境分析和超級電容充放電特性研究，分析了雙向 DC-DC變換器在該系統(tǒng)中具有的優(yōu)勢，并對雙向 DC-DC變換器以及模型預(yù)測控制方法的發(fā)展與研究情況作了概述。對所選雙向變換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究，分析了拓?fù)涞墓ぷ髟砼c開關(guān)特性，針對不足并提出了解決方法，并對電路參數(shù)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。利用仿真軟件對所選拓?fù)溥M(jìn)行了仿真分析。
　　對已選的DC-DC雙向變換拓?fù)浣?，得出其等效?shù)學(xué)模型。對雙向直流控制器的控制

3、方法進(jìn)行了探討。將短時(shí)域模型預(yù)測控制方法應(yīng)用于雙向DC-DC變換器的控制，本方法繼承了模型預(yù)測控制方法優(yōu)良的抗干擾性與對不確定性的適應(yīng)能力，極短的預(yù)測時(shí)域使得該控制方法的求解比正常的最優(yōu)化方法求解更簡單，能在變換器的一個(gè)開關(guān)周期內(nèi)求解完畢。本文為了解決預(yù)測時(shí)域較短造成的系統(tǒng)穩(wěn)定與跟蹤速度慢的問題，在控制方法中加入了負(fù)載識(shí)別，加強(qiáng)了系統(tǒng)的魯棒性。將文中的控制方法與常規(guī)控制方法進(jìn)行了仿真比較，并得到短時(shí)域模型預(yù)測控制的綜合表現(xiàn)優(yōu)于其他控制方