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)電設備的系統(tǒng)中，為了合理利用工作于多個象限的往復式用電設備產生的電能，本文從建筑中的各用電設備著手，提出了一個可以實現再生能量和系統(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變換器作為儲能設備與可發(fā)電的用電設備之間的能量連接裝置，可大大減小設備空間與重量，選擇合理的雙向變換器拓撲與合理的控制方式，是蓄能系統(tǒng)的關鍵之一，也是本文研究的主題。
　　首先對電氣蓄能系統(tǒng)進行方案論證，并闡述了該系統(tǒng)的架構

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撲結構進行了研究，分析了拓撲的工作原理與開關特性，針對不足并提出了解決方法，并對電路參數進行了設計。利用仿真軟件對所選拓撲進行了仿真分析。
　　對已選的DC-DC雙向變換拓撲建模，得出其等效數學模型。對雙向直流控制器的控制

3、方法進行了探討。將短時域模型預測控制方法應用于雙向DC-DC變換器的控制，本方法繼承了模型預測控制方法優(yōu)良的抗干擾性與對不確定性的適應能力，極短的預測時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，能在變換器的一個開關周期內求解完畢。本文為了解決預測時域較短造成的系統(tǒng)穩(wěn)定與跟蹤速度慢的問題，在控制方法中加入了負載識別，加強了系統(tǒng)的魯棒性。將文中的控制方法與常規(guī)控制方法進行了仿真比較，并得到短時域模型預測控制的綜合表現優(yōu)于其他控制方