三端口直流微网母线电压控制器及多目标控制

摘要

提出一种混合储能三端口直流微网母线电压控制器及多目标控制方法.三端口母线电压控制器采用LCLC多谐振结构,可对基频和三倍频能量进行传递,提高能量传递效率.谐振腔电流为基频和三倍频电流的叠加,有效地降低了谐振腔电流峰值.针对LCLC多谐振三端口双向DC-DC变换器中变压器漏感导致超级电容端口与蓄电池端口之间存在功率耦合,无法实现独立控制的问题,建立了端口间的功率耦合模型,并提出了从变换器硬件参数以及驱动频率选择的角度出发减小功率耦合的方法.此外,提出了一种驱动频率最优化控制方法,根据变换器的输出功率调节工作频率,以保证变换器全负载范围内的软开关以及效率最优.同时,提出了兼顾直流母线电压波动快速调节、混合储能能量分配以及三端口变换器驱动频率最优的多目标控制策略.最后,设计一台1.5 kW实验样机,并模拟了直流微网功率波动实验场景.实验结果验证了拓扑结构、参数设计、三端口变换器多目标控制方法的可行性和有效性.