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基于单相移调制DAB变换器的MPC设计：非线性模型对无功功率最小化的影响
MPC Design for SPS Modulated DAB Converters: Impact of Nonlinear Models on Reactive Power Minimization
| 作者 | Hossein G. Sahebi · Saman A. Gorji · Mojtaba Hajihosseini · Samson Yu |
| 期刊 | IET Power Electronics |
| 出版日期 | 2025年6月 |
| 卷/期 | 第 18 卷 第 1 期 |
| 技术分类 | 储能系统技术 |
| 技术标签 | 储能系统 DAB 模型预测控制MPC |
| 相关度评分 | ★★★★★ 5.0 / 5.0 |
| 关键词 | 模型预测控制 双有源桥变换器 无功功率 电压稳定性 混合MPC框架 |
语言:
中文摘要
本文提出一种针对单相移调制双有源桥（DAB）变换器的模型预测控制（MPC）策略，旨在最小化无功功率并提升扰动下的电压稳定性。通过对比线性与非线性模型在MPC设计中的性能权衡，提出一种混合MPC框架以兼顾建模精度与计算效率。实验结果验证了该方法的有效性。
English Abstract
This article presents a model predictive control (MPC) strategy for single phase shift (SPS)-modulated dual active bridge (DAB) converters, aiming to minimize reactive power and improve voltage stability under disturbances. A comparison between linear and nonlinear models highlights the performance trade-offs of the MPC design, therefore a hybrid MPC framework is proposed to balance accuracy and computational efficiency. Experimental results validate the effectiveness of the approach.
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SunView 深度解读
该MPC无功功率优化技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。DAB变换器是储能系统DC-DC隔离级的核心拓扑，文中提出的混合MPC框架可直接应用于ST系列的双向DC-DC模块，通过实时最小化无功功率降低磁性元件损耗和电流应力，提升系统效率1-2%。该方法在电压扰动下的快速响应特性可增强储能系统在电网波动工况下的稳定性，与阳光电源现有的构网型GFM控制形成协同优化。此外，非线性模型的精确建模思路对车载OBC中DAB拓扑的宽范围工况优化也有借鉴意义，可提升充电效率并减小磁性元件体积。