[发明专利]一种抑制直流微电网电压波动的自抗扰控制方法及系统

权利要求书

1.一种抑制直流微电网电压波动的自抗扰控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、构建以储能DAB变换器为基础的小信号模型，DAB变换器通过电压闭环控制稳定母线电压，设定DAB变换器工作在SPS模式，得到系统的传输功率P，根据传输功率P确定输出电流i_o；对输出电流i_o进行扰动分析，确定DAB变换器的输出电流扰动与输入电压的扰动系数λ以及输出电流扰动与输入占空比的扰动系数μ，构建电流扰动下的DAB变化器的小信号模型；

S2、建立电压外环控制的扰动方程；

S3、根据步骤S1得到的小信号模型和步骤S2得到的扰动方程，建立以自抗扰控制器为核心的电压控制外环，根据步骤S2中得到的扰动方程建立的控制外环，自抗扰控制器包括扩张状态观测器与非线性误差反馈控制率，扩张状态观测器为二阶观测器，扩张状态观测器用于产生输入信号的追踪值z₁和母线电压的微分预测值z₂，非线性误差反馈控制率为误差信号的整合与扰动的补偿；扩张状态观测器的输入为直流微网的母线电压得到观测电压值v_o与设定的直流微网下一时刻母线参考电压值v_oref；经过扩张状态观测器后得到微电网直流母线电压的追踪值与微分的预测值，自抗扰控制器以直流母线电压为主要控制目标，通过扩张状态观测器内部的b₀系数补偿占空比d的扰动，通过观察微分预测值z_2确定负载电流的变化，将负载电流前馈到控制回路，快速补偿系统扰动；

S4、通过步骤S3得到的电压控制外环，得到下一时刻的占空比d；

S5、直流微网的母线观测电压值v_o依据步骤S4得到的下一时刻占空比d进行电压幅值调节，实现自抗扰控制。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S1中，对输出电流i_o进行扰动分析如下：

其中，D与v_bat是DAB变换器电路运行的稳态值，为函数f的偏导，为输入端电压的偏导，为输入端电压的扰动，为占空比的扰动，d为占空比。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S1中，DAB变换器的输出电流与输入端的扰动以λ及输入占空比的扰动μ为：

其中，D与v_bat是DAB变换器电路运行的稳态值，为函数f的偏导，V_bat为输入端电压稳态值，n为DAB变化器增益比，T_s为系统开关的时间周期，L_r为系统传输电感，为占空比的扰动，为f函数对占空比d的偏导，d为占空比。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S2中，电压外环控制的扰动方程具体为：

其中，为输出侧电压的扰动，G_vs(s)为输出电压到占空比的传递函数，为占空比的扰动，Z_out(s)为DAB变换器的输出阻抗，为输出侧电流的扰动。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S3中，储能工作在放电模式，通过限幅环节限制DAB变换器的输出功率在正方向，并限制DAB变换器的占空比为0～0.5。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S3中，扩张状态观测器具体为：

其中，e₁为电压追踪值与实际值的差，为的电压追踪值的微分，为系统预测的总扰动，z₁电压追踪值为，z₂为微分预测值，v_o为输出侧电压，β₁、β₂为增益系数，μ为占空比d的补偿系数。