蓄电池/超导混合储能系统非线性鲁棒分数阶控制
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作者:
作者单位:

(1.广州水沐青华科技有限公司,广东 广州 510898;2.昆明理工大学电力工程学院,云南 昆明 650500)

作者简介:

孙立明(1977—),男,硕士,主要研究方向为电力系统、工业制造过程的先进控制系统与装置,电力系统生产过程数据的智能分析;E-mail: 2410924502@qq.com 杨 博(1988—),男,通信作者,博士,副教授,硕士生导师,主要研究方向为新能源发电系统优化与控制以及人工智能在智能电网中的应用。 E-mail: yangbo_ac@outlook.com

通讯作者:

中图分类号:

基金项目:

国家自然科学基金项目资助(61963020)


Nonlinear robust fractional-order control of battery/SMES hybrid energy storage systems
Author:
Affiliation:

(1. Guangzhou Shuimutech Co., Ltd., Guangzhou 510898, China; 2. Faculty of Electric Power Engineering, Kunming University of Science and Technology, Kunming 650500, China)

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    摘要:

    针对电动汽车(Electric Vehicle, EV)供电端的蓄电池/超导混合储能系统(Battery/SMES Hybrid Energy Storage Systems, BSM-HESS)设计了一种新型非线性鲁棒分数阶控制(Nonlinear Robust Fractional-Order Control, NRFOC),从而快速精准地跟踪负荷需求变化。首先,基于规则式策略(Rule-Based Strategy, RBS)实现最优的负荷需求分配。然后,通过高增益扰动观测器(High-Gain Perturbation Observer, HGPO)对BSM-HESS的非线性、参数不确定性和未建模动态聚合而成的扰动进行快速估计,最终该扰动通过NRFOC进行在线完全补偿。此外,NRFOC不依赖于精确的系统模型,仅需测量蓄电池电流和直流侧电压两个状态量。通过三种算例进行研究,即重载条件、轻载条件以及参数不确定性,仿真结果验证了NRFOC的有效性和鲁棒性。

    Abstract:

    This paper designs a novel Nonlinear Robust Fractional-Order Control (NRFOC) for Battery/Superconducting Magnetic Energy Storage (SMES) Hybrid Energy Storage Systems (BSM-HESS) used in Electric Vehicles (EVs). It can track the change of load demand quickly and accurately. First, Rule-Based Strategy (RBS) is adopted to assign the optimal power demand. Then the combined effect of nonlinearities, parameter uncertainties and unmodeled dynamics of BSM-HESS are aggregated into a perturbation, which is rapidly estimated by a High Gain Perturbation Observer (HGPO). The perturbation is fully compensated online by NRFOC. NRFOC does not require an accurate system model. It only needs to measure the battery current and DC bus voltage. Finally, three case studies, including heavy load condition, light load condition and parameter uncertainty, are carried out. Simulation results verify the effectiveness and robustness of NRFOC. This work is supported by National Natural Science Foundation of China (No. 61963020).

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

孙立明,杨 博.蓄电池/超导混合储能系统非线性鲁棒分数阶控制[J].电力系统保护与控制,2020,48(22):76-83.[SUN Liming, YANG Bo. Nonlinear robust fractional-order control of battery/SMES hybrid energy storage systems[J]. Power System Protection and Control,2020,V48(22):76-83]

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  • 收稿日期:2019-12-25
  • 最后修改日期:2020-03-27
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  • 在线发布日期: 2020-11-16
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