双有源桥变换器模型预测控制研究

来源 :华南理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:YUZHOU2010
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随着可再生能源发电技术的发展和对绿色环保能源的重视,分布式发电、储能系统、和电动汽车等相关应用迅速发展。这些应用中需要使用能量接口变换器进行能量传输和变换,隔离型双有源桥(Dual Active Bridge,DAB)变换器拥有高功率密度、高效率、能量双向传输特性和便于级联与并联等特点,是中高压功率转换系统中最有应用前景的电路拓扑之一。高动态响应和高效率是DAB变换器最重要的两个控制目标,也是其能否在相关实际场景应用的关键。为了提升DAB变换器的动态响应速度和效率,本文对DAB变换器的性能优化进行了深入的研究。首先,介绍了DAB变换器的拓扑结构和调制方法,对单移相调制下DAB变换器的开关模态进行了详细分析,在计算传输功率、电流应力表达式的基础上对其特性进行了分析;建立了DAB变换器输出电压离散时间状态空间平均模型,作为DAB变换器模型预测控制的基础。其次,为了提高DAB变换器的动态响应性能,针对传统模型预测控制受电路参数、功率开关压降和死区时间等影响,电路模型失配导致输出电压存在稳态误差的问题,基于离散状态空间平均模型研究了增量式模型预测控制,为了进一步提高算法的稳定性,引入了对控制量的约束,采用Hildreth二次规划算法对不等式约束的价值函数进行优化求解,通过仿真验证了带约束的增量式模型预测控制在抑制稳态误差的同时可有效提高DAB变换器的动态性能。接着,为了提高DAB变换器的效率,针对单移相调制下电流应力较大的问题,研究了双重移相调制下的电流应力优化方法,同时考虑了0
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