海上平台能源路由器母线电压控制策略研究.pdfVIP

第45卷第2期温州大学学报（自然科学版）2024年5月

Vol.45No.2JournalofWenzhouUniversity(NaturalScienceEdition)May2024

海上平台能源路由器母线电压

控制策略研究

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李明鉴，戴瑜兴，彭子舜，李操，郜克存

(1．温州大学电气与电子工程学院，浙江温州325035；2．青岛创统科技发展有限公司，

山东青岛266100)

摘要：适用于海上平台能源路由器直流母线电压稳定性控制方法目前还不够完善，为了解决海上平

台脉冲负载对能源路由器直流母线电压造成严重冲击的问题，引入混合储能系统，提出一种考虑电压

波动系数的双向DC/DC变换器功率预测控制策略及考虑混合储能能量限值的功率管理方法．经过仿

真，系统的直流母线电压动态响应达到预期需求．搭建海上平台能源路由器实验平台，通过实验验证

了该方案具有较高的动态响应及稳定性．

关键词：海上平台；能源路由器；模型预测控制；混合储能；功率管理

中图分类号：TM712.2文献标志码：A文章编号：1674-3563(2024)02-0049-09

DOI：10.20108/j.wzun.202211002本文的PDF文件可以从获得

海上平台作为现今船舶与海洋工程领域竞相争夺的产业制高点，已成为整个海洋开发领域转

型升级的重要标志．能源路由器技术作为电能变换领域的新技术，具有实现能量的多向流动、高

①

拓展性及功率协调分配等优点，能够应用至海上平台．海上平台相比陆地电网具有供电设备装

[1]

机容量大、抗冲击性能差等特点．平台负载会产生较大的脉冲功率冲击，导致能源路由器内直

流母线电压严重失稳．在直流母线电压控制策略上，模型预测控制（ModelPredictiveControl,MPC）

是一种基于滚动优化思想的先进控制方法，相较于传统PI控制（Proportional-IntegralControl）有

更高的控制精度，能提高系统的鲁棒性．文献[2]采用模型预测控制实现了直流母线电压的有效控

制，但未考虑负载大幅波动所造成的严重影响以及系统级的功率优化和协调．文献[3]基于预测控

制提出了一种混合储能功率管理策略，但未考虑直流母线电流变化时对电流预测值引起的改

变．上述研究由于无法有效应对海上平台负载所带来的严重冲击，尚不适用于海上平台领域．

为了解决海上平台能源路由器直流母线电压严重失稳的问题，本文提出了一种考虑电压波动

系数的双向DC/DC变换器功率预测控制策略及功率管理方法．利用混合储能系统中蓄电池与超

级电容互补的能量形式及功率特性，通过双向DC/DC变换器将储能能量有效输出．最终实现了

能源路由器系统各部分功率的协调分配，进而达到直流母线电压稳定控制的目的．

收稿日期：2022-11-02

作者简介：李明鉴(1994―)，男，辽宁抚顺人，硕士研究生，研究方向：电力电子与电力传动

①WangK,LiuX,ZhaoL,etal.ResearchonStructureandEnergyManagementStrategyofHouseholdEnergy

RouterBasedonHybridEnergyStorage[C]//2019IEEEPowerEnergySocietyInnovativeSmartGrid

TechnologiesConference(ISGT).2019:1-5.

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