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一种双级变换器储能并网结构的新型模型预测法吕斌1李楠2段文2郝全睿2 高峰2(1. 许继集团有限公司, 北京 100192；2. 山东大学电网智能化调度与控制教育部重点实验室, 济南 250061)摘要：针对储能并网系统中采用的双级变换器结构,论文提出一种新型模型预测控制方法。该方法在保证并网功率恒定和直流链电容电压稳定基础上,对直流链电容中流通电流建立了相应的价值函数。新型模型预测控制方法能够有效降低直流链电容中流通电流的大小,对电容使用寿命的提高有很大帮助。最后对文中所提出的新型模型预测控制方法进行了仿真和实验验证,结果表明该算法能够有效减小直流链电容中流通电流的大小。关键词：储能并网系统；双级变换器；模型预测控制中图分类号：TM727 文献标识码：B 文章编号：1001-1390（2015）00-0000-00A novel model predictive control method for two-stage converter based grid-tied storage systemLv Bin1, Li Nan2, Duan Wen2, Hao Quanrui2, Gao Feng2(1. XJ Group Corporation, Beijing 100192, China.2. Key Laboratory of Power System Intelligent Dispatch and Control, ShandongUniversity, Jinan 250061, Shandong, China)Abstract:This paper proposed a novel model predictive control (MPC) method for two-stage converter applied in grid-tied storage system. Besides the demand of rated output power and constant dc-link voltage, a cost function is built for the current through the dc-link capacitor. With the proposed method applied, the RMS value of dc-link current is reduced effectively, which extends the life cycle of dc-link capacitor. Finally, the proposed novel MPC method was simulated by MATLAB/SIMULINK. The experimental results show that a scaled-down prototype was built for the performance verification of the proposed MPC method.Keywords: grid-tied storage system, two-stage converter, model predictive control0 引言新世纪以来随着能源危机及环保问题的日益突出，能源产业逐渐成为各国发展重点。在我国，也将能源产业列入“十二五”重点规划内容。作为电力系统能源的一种补充，新能源并网，如光伏发电并网和风力发电并网将会成为未来发展的主要趋势[1-2]。与传统发电方式不同，新能源发电自身具有输出不稳定性和间歇性等特点，大量并网时会对电网的安全稳定及电能质量带来影响。为解决这一问题，往往需要开发和建设与之相配套的储能系统[3]。现阶段储能装置的储能载体一般采用蓄电池和超级电容两种。蓄电池的能量密度较高，但功率密度小，不适用于大功率充放电和频繁切换的场合[4]；而超级电容的特性则相反，其相应速度快、大功率输出能力强、循环使用寿命常，但能量密度较低[5]。将超级电容与蓄电池混合使用，具有较大的经济优势，是抑制新能源并网系统功率波动的有效手段。在微电网中,并网变换器作为储能装置与微电网的接口具有重要作用。并网变换器一般采用双级电压源型变换器结构,其中前级为直流升压变换电路，将储能系统电压抬升至合适的并网电压水平,后级为单相/三相逆变器结构，将直流电压转换为交流电压，实现并网功能。关于并网变换器的控制策略，国内外学者已经开展了许多的研究工作。其中大多数文献将前级升压电路与后级逆变器解耦控制，分别对其设计控制目标,保证系统的独立稳定运行[6]。文献[7]中针对双级式光伏并网前级boost变换器