本技术涉及电力电子领域,提出了一种ISOP-DC-SST的精确功率分配控制方法。该方法包括:1) 获取单模块控制信号;2) 设计平衡系数;3) 设计精确功率分配控制器,以获得最终控制信号,实现高效功率管理。
背景技术
ISOP-DC-SST(输入串联输出并联型直流固态变压器)作为现代电力电子系统中的重要组成部分,通常由多个DC-DC变换模块并联输出,如双有源桥DC-DC变换器(DAB)等,以实现高效、灵活的电能转换与分配。在此类系统中,确保每个模块的功率分配准确无误是维持整个ISOP-DC-SST稳定运行的关键所在。
对于ISOP-DC-SST而言,输出电流控制方式对精确功率分配通常并不是一个必要条件,因为当系统中某个模块的输入电压受到外部扰动影响时,尽管输出电流(即功率)依旧可以通过控制器进行精确控制,但由于输入电压的正反馈效应,该模块的输入电压难以自动恢复到原有的平衡点。这种不平衡状态不仅会影响系统的稳定运行,还可能降低电能转换效率,甚至对设备造成损害。
为了克服这一难题,业界常用基于全模型预测控制(MPC)的平衡控制算法。该算法通过将输入电压引入控制器的代价函数中,实现了对输出电压的有效调节和功率分配的平衡。这种设计充分利用了MPC多目标优化的固有优势,为ISOP-DC-SST的精确功率分配提供了一种新的解决方案。
然而,基于MPC的精确功率分配算法在实际应用中仍面临诸多挑战。首先,求解复杂的代价函数会引入沉重的计算负担。特别是当代价函数中关于输入电压惩罚项的数量随着输入级串联模块的数量的增加而增加时,导致计算量显著增大,从而限制了该算法在实时控制系统中的广泛应用。其次,由于该方法依赖于系统模型和参数的准确性,缺乏足够的鲁棒性。因此,一旦系统参数出现误差或变化,输入电压的平衡状态将难以维持,进而影响整个系统的稳定性和性能。
综上所述,针对ISOP-DC-SST的精确功率分配问题,迫切需要发明一种既可靠又有效的平衡控制策略,以克服现有技术的局限性,提高系统的稳定性和鲁棒性。
实现思路