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基于事件触发的直流微电网无差拍预测控制
引用本文:王本斐, 张荣辉, 冯国栋, Manandhar Ujjal, 郭戈. 基于事件触发的直流微电网无差拍预测控制. 自动化学报, 2024, 50(3): 475−485 doi: 10.16383/j.aas.c210585
作者姓名:王本斐  张荣辉  冯国栋  ManandharUjjal  郭戈
作者单位:1.中山大学智能工程学院 深圳 518000 中国;;2.中山大学广东省智能交通系统重点实验室 广州 510275 中国;;3.南洋理工大学电气与电子工程学院 新加坡 308232 新加坡;;4.东北大学流程工业综合自动化国家重点实验室 沈阳 110004 中国
基金项目:国家自然科学基金(52172350, 51775565), 深圳市科技计划(RCBS20200714114920122), 广州市科技计划项目(2024B01W0079)资助
摘    要:
针对光伏(Photovoltaic, PV)−电池−超级电容直流微电网系统中光伏发电间歇性造成的功率失配问题, 提出一种基于事件触发的无差拍预测控制(Event-triggered deadbeat predictive control, ETDPC)方法, 以实现有效的能量管理. ETDPC方法结合事件触发控制策略和无差拍预测控制策略(Deadbeat predictive control, DPC)的优点, 根据微电网的拓扑结构构建状态空间模型, 用于设计适用于微电网能量管理的触发条件: 当ETDPC的触发条件满足时, ETDPC中无差拍预测控制模块被激活, 可以在一个控制周期内产生最优控制信号, 实现对于扰动的快速响应, 减小母线电压纹波; 当系统状态不满足ETDPC中的触发条件时, 无差拍预测控制模块被挂起, 从而消除非必要运算, 以减轻实现能量管理的运算负担. 因此, 对于电池−超级电容器混合储能系统(Hybrid energy storage system, HESS), ETDPC能够缓解间歇性光伏发电与负荷需求之间的功率失衡, 以稳定母线电压.
最后, 数字仿真和硬件在环(Hardware-in-loop, HIL)实验结果表明, 相较于传统无差拍控制方法, 运算负担减小了50.63%, 母线电压纹波小于0.73%, 验证了ETDPC方法的有效性与性能优势, 为直流微电网的能量管理提供了一种参考.


关 键 词:微电网   光伏   混合储能系统   事件触发控制   无差拍预测控制
收稿时间:2021-06-28
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