← 返回
控制与算法 微电网 ★ 5.0

基于迭代学习与零序分量补偿的多源逆变器功率分配控制

Iterative Learning-Based Power Distribution Control of Multisource Inverters Via Zero-Sequence Component Compensation

作者 Yanjia Yu · Shan Jia · Xin Liu · Jianxiao Zou · Dehong Zhou
期刊 IEEE Transactions on Industrial Electronics
出版日期 2025年2月
技术分类 控制与算法
技术标签 微电网
相关度评分 ★★★★★ 5.0 / 5.0
关键词 多源逆变器 功率分配控制 迭代学习 零序列分量补偿 端口功率纹波
语言:

中文摘要

多源逆变器(MSI)凭借其无需使用直流 - 直流转换器即可实现单级功率转换的先进优势,成为连接混合能源的孤岛微电网的一种有前景的解决方案。然而,传统基于线性控制器的功率分配方案存在端口功率纹波过大的问题,因为用作控制输入的零序分量呈现出不确定的开关特性。鉴于此,本文提出了一种基于迭代学习的功率分配控制(ILPDC)方案,通过零序分量补偿实现无纹波端口功率调节。在所提出的ILPDC中,设计了一种带有专用迭代学习项的前馈 - 反馈结构,能够从存储的误差信息中提取不确定的开关特性。具体而言,反馈控制项迫使端口功率接近参考值,迭代学习项提供零序分量补偿机制,以消除由开关特性引起的最终误差。此外,从理论上分析了所提方案的收敛性。利用所提方案,可以在降低端口功率纹波的情况下实现MSI的期望功率分配。最后,实验结果验证了所提方案的有效性和性能。

English Abstract

The multisource inverter (MSI) emerges as a promising solution for hybrid energy sources-connected islanded microgrids due to its advanced merits of single-stage power conversion without employing dc–dc converters. However, the conventional linear controller-based power distribution schemes suffer from excessive port power ripples because the zero-sequence component employed as control input presents uncertain switching features. Given this, this article proposes an iterative learning-based power distribution control (ILPDC) scheme to achieve ripple-free port power regulation via zero-sequence component compensation. In the proposed ILPDC, a feedforward-feedback structure with a dedicated iterative learning term is designed to be capable of extracting uncertain switching features from the stored error information. Specifically, the feedback control term forces the port power to approach the reference, and the iterative learning term provides a zero-sequence component compensation mechanism to eliminate the final error induced by the switching features. Besides, the convergence of the proposed scheme is analyzed theoretically. With the proposed scheme, the desired power distribution of MSI can be achieved with reduced port power ripples. Finally, experimental results verify the effectiveness and performance of the proposed scheme.
S

SunView 深度解读

从阳光电源的业务视角来看,这项基于迭代学习的多源逆变器功率分配控制技术具有重要的战略价值。该技术针对混合能源孤岛微电网场景,通过零序分量补偿实现无纹波功率调节,这与我司在光储一体化系统和微电网解决方案领域的核心需求高度契合。

技术价值方面,多源逆变器的单级功率转换架构省去了传统DC-DC变换器环节,可显著降低系统成本、提升转换效率并增强可靠性。这对我司PowerStack储能系统和户用光储一体机产品线具有直接应用价值。该技术通过迭代学习机制提取开关特性的不确定信息,实现前馈-反馈协同控制,有效抑制端口功率纹波,这将显著改善多能源协同场景下的功率质量,特别适用于光伏-储能-氢能等多源耦合系统。

从技术成熟度评估,该方案已具备实验验证基础,但工程化应用仍需关注几个关键问题:一是迭代学习算法的实时性能否满足快速功率波动场景需求;二是在大规模储能电站等复杂工况下的鲁棒性验证;三是与我司现有控制平台的兼容性整合。

应用前景方面,该技术可赋能我司在工商业微电网、海岛独立供电系统等离网场景的竞争力提升。特别是在"光储氢"一体化项目中,多源功率的精准分配和低纹波控制将直接影响氢能制备效率和电池寿命。建议技术团队跟进该研究方向,评估在1+X模块化逆变器平台上的移植可行性,并结合我司在AI算法方面的积累,探索迭代学习与数字孪生技术的深度融合,构建差异化技术壁垒。