Metode for prediksjonskontroll med blandet modell for modulær flernivåomformer av typen batterienergilagring

Forfatter: Iflowpower – Leverandør av bærbar kraftstasjon

I denne artikkelen brukes den modulære multi-level transformatoren (MMC) som en nettkoblet transformator av batterienergilagringssystemet, som samtidig kan kontrollere fleksibiliteten til høyspentnettet. For batterienergilagring modulært multi-level transform (B-MMC) system, foreslås en hybrid modell prediksjonskontroll (H-MPC) metode som effektivt kan redusere beregningsmengden. H-MPC-metoden består av PI-kontroll og MPC.

Blant dem brukes PI-kontrollseksjonen for å oppnå et undermodultilgangsnummer for fullstrømstrømutgang og sløyfestrømkontroll; MPC er ansvarlig for undertrykkelse av common mode voltage (CMV), og antall sub-modultilgang er riktig justert. Et spesifikt brytersignal kan oppstå i tilfellet der submodultilgangen er sorteringsresultatet av batteripakkens ladetilstand (SOC). For forskjellige bruksområder er PI-kontrollseksjonen og kontrollmålet til PI-kontrollseksjonen og MPC mer fleksible.

Ved å ta sirkulasjonskontroll som et eksempel, gjøres en kort analyse av tilfellet med MPC-delen. Til slutt blir riktigheten og effektiviteten til denne metoden verifisert av matlab / simulink simulering og eksperiment. Det brede spekteret av bruksområder kan effektivt redusere folks etterspørsel etter oljeenergi, og de har fordeler som sterk fornybar evne, utslipp og forurensning, og er viktig for å lindre energikriser og miljøforringelse [1].

Siden ny energikraftproduksjon har periodisk og usikkerhet, kombineres den vanligvis med energilagringsenheten under nettnettet. Energilagringsenheten kan utføre rask strømabsorpsjon, frigjøring, effektivt redusere de nye energiutgangssvingningene til påvirkningen av nettet, realisere den vennlige tilgangen og koordineringskontrollen av ny energi [2], der batterienergilagringen er opptatt i et storskala energilagringssystem. Viktig stilling.

Tradisjonell energilagring og nettverkssystem må strenge batteripakker, parallelt, gjennom pre-stage DC-DC omformer boost, passert parallell inverter kretsen. For batteripakker, hvis du vil lade det, bør overvåkingen av utladningstilstanden legge til et ekstra batterienergistyringssystem, og produksjonskostnadene vil også forbedres tilsvarende; for kraftelektroniske omformere er spenningsnivået som kreves for å bli påvirket av koblingsenheten mer Høyt, systematisk sikkerhet vil bli alvorlig påvirket. Når batterienergilagringssystemet (BATTERYENERGYSTORAGESYSTEM, BESS) kombineres med den modulære multi-level omformeren (MMC), kan den distribuerte tilgangen til energilagringsenheten realiseres, og høyspentnettet forbedres for å forbedre driftseffektiviteten til systemet.

Og pålitelighet [3]. Nåværende forskning på BatteryIntegratedModularmultilevelContegratedModuLarmultilevelConvertilevertevertevertileVelconvertiler, B-MMC)-systemet er fortsatt relativt lite. Dokument [4] Balansen mellom chargeOfcharge-tilstanden (SOC) oppnås ved å justere modulasjonsdybden til hver undermodul.

Dokument [5] er teoretisk analysert virkningen av forskjellige sykliske komponenter på SOC-balansen til batteripakker. I litteraturen [6] er denne strukturen brukt på feltet elektriske kjøretøy, og de tre forskjellige arbeidsbetingelsene for betaling, likestrømslading og normal kjøring er hhv. Som svar på kontrollen av B-MMC-strukturen er den fortsatt hovedsakelig basert på den klassiske PI-kontrolleren.

Model PredictiveControl, MPC)-metoden blir gradvis forfremmet til kraftelektronisk kontrollfelt på grunn av dens utmerkede fordel ved behandling av ikke-lineære systembegrensninger. [7]. En finitecontrol set model predictive control (FCS-MPC) metode egnet for MMC struktur er introdusert i [8].

Metoden er enkel, og verdifunksjonen kan dekke flere kontrollmål, men når antallet undermoduler er flere, er mengden databeregning relativt alvorlig. Dokument [9] dekomponerer løsningsprosessen for den overordnede verdifunksjonen til en rekke delmålfunksjoner, og kontrollmetoden involverer ikke valg av vektkoeffisienter, noe som reduserer designvanskeligheten til kontrollsystemet. Dokument [10] kombinerer sorteringshandlingene og pakketankene, utledet en optimalisert MPC-strategi for MMC-ingeniørapplikasjoner, som ikke øker belastningen av prosessordatabehandlingen med økningen av antall undermoduler.

Basert på forskningsstatusen ovenfor, foreslår denne artikkelen en hybridmodellprediksjonskontrollmetode (HybridPredictiveControl, H-MPC) som er egnet for B-MMC-struktur. H-MPC-modus kan deles inn i to deler: PI-kontroll og MPC. PI-kontrolldelen er viktig for å implementere en enkel logikk som AC-utgangsstrømsporing, og MPC-delen brukes til å behandle komplekse logiske komponenter som for eksempel spenningsundertrykkelse i vanlig modus.

Sammenlignet med tradisjonelle PI-kontrollmetoder, reduserer H-MPC effektivt antall PI-kontrollere, reduserer designkompleksiteten til kontrollsystemet; og H-MPC reduseres i hver prøvetakingssyklus. Antallet brytere, som dermed reduserer driftsbehovet. Denne artikkelen analyserer driftskarakteristikkene til B-MMC-systemet, den tradisjonelle MPC-metoden til MMC, og en H-MPC-metode er foreslått, og et AC-utgangsstrømsporing, sirkulasjonskontroll, batteripakke SOC-utjevning og felles modus spenningsinhibisjonskontrollmål.

Denne artikkelen bekrefter til slutt riktigheten og effektiviteten til kontrollstrategien gjennom MATLAB-simulering og eksperiment. Figur 7 Tre-nivås B-MMC-eksperimentplattformforfatter er forsker ved Shandong University Power Grid Intelligent Dispatch and Control Education Key Laboratory Researcher Li Nan, topp.