本發(fā)明涉及電力電子與電工，特別涉及一種三端口雙通道雙有源橋電路的控制方法。
背景技術(shù)：
1、為了實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能裝備中不同性能電池的綜合利用，從而降低儲(chǔ)能成本，目前是將性能相近的電池打包在一起使用，然而多個(gè)這樣的電池包由于性能不同而不宜直接并聯(lián)使用，為此，需要在不同電池包之間加裝電池包均衡儀以實(shí)現(xiàn)兩電池包的電壓均衡控制。但這種方法控制復(fù)雜，且因多了一個(gè)裝置而增加了系統(tǒng)的成本，并降低了儲(chǔ)能系統(tǒng)的可靠性。針對(duì)這種情況，可對(duì)不同性能的電池包采用獨(dú)立的電力電子電路進(jìn)行充放電。然而，不同性能的電池包通過(guò)放電電路共同形成儲(chǔ)能裝備中直流母線(xiàn)電壓時(shí)，各自電池包的放電電流大小需要按性能分配以保障電池的壽命；而電池包放電電流的大小通常采用基于電池包電壓的加權(quán)分配方法，即使得高電壓電池包的放電電流大于低電壓電池包的放電電流，但這種方法未能全面考量電池的特性，如內(nèi)阻大小的變化所導(dǎo)致的電池性能誤判。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供了一種三端口雙通道雙有源橋電路的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加權(quán)控制方法，通過(guò)檢測(cè)放電工況中電池包的工作電壓和電流，采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)評(píng)估出各通道中電池包的開(kāi)路電壓，進(jìn)而由電池包的開(kāi)路電壓到電池包的剩余電量（電池包的剩余電量即為電池包的荷電狀態(tài)state?of?charge,?soc）對(duì)應(yīng)關(guān)系得到相應(yīng)通道中電池包的soc，然后再根據(jù)soc的大小基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加權(quán)控制器來(lái)分配各自通道電池包放電電流大小，并穩(wěn)定直流母線(xiàn)電壓。
2、本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種三端口雙通道雙有源橋電路的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加權(quán)控制方法，采用三端口雙通道雙有源橋電路的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加權(quán)控制系統(tǒng)，包括按輸出信號(hào)順序連接的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加權(quán)控制器、移相控制器、驅(qū)動(dòng)電路、三端口雙通道雙有源橋電路以及采樣調(diào)理電路，所述采樣調(diào)理電路與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加權(quán)控制器反饋連接；包括以下步驟：
3、步驟1）三端口雙通道雙有源橋電路輸出的母線(xiàn)電壓采樣信號(hào)、各通道的電池包電壓采樣信號(hào)和相應(yīng)的電池包電流采樣信號(hào)均送到神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加權(quán)控制器，且各通道的電池包電壓采樣信號(hào)和相應(yīng)的電池包電流采樣信號(hào)送到神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加權(quán)控制器中的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加權(quán)控制律；
4、步驟2）在所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加權(quán)控制器中，母線(xiàn)電壓給定信號(hào)與三端口雙通道雙有源橋電路輸出的母線(xiàn)電壓采樣信號(hào)經(jīng)減法器相減后產(chǎn)生母線(xiàn)電壓誤差信號(hào)，所述母線(xiàn)電壓誤差信號(hào)送到母線(xiàn)電壓控制器，母線(xiàn)電壓控制器輸出電池包放電電流參考信號(hào)；所述電池包放電電流參考信號(hào)送到神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加權(quán)控制律，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加權(quán)控制律輸出各通道的電池包放電電流參考信號(hào)，所述各通道的電池包放電電流參考信號(hào)和相應(yīng)的電池包電流采樣信號(hào)經(jīng)減法器相減后產(chǎn)生各通道的電池包電流誤差信號(hào)，所述各通道的電池包電流誤差信號(hào)送到相應(yīng)的電流控制器生成各通道的控制信號(hào)；所生成的各通道控制信號(hào)送到移相控制器，再經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路后產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)用來(lái)控制三端口雙通道雙有源橋電路中開(kāi)關(guān)管的通斷，使得三端口雙通道雙有源橋電路輸出穩(wěn)定的母線(xiàn)電壓。
5、進(jìn)一步的，步驟2）在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加權(quán)控制律中，1#通道電池電壓采樣信號(hào)與1#通道相應(yīng)電池包電流采樣信號(hào)，及2#通道電池電壓采樣信號(hào)與2#通道相應(yīng)電池包電流采樣信號(hào)經(jīng)雙刀雙擲開(kāi)關(guān)分時(shí)選擇后作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)soc估測(cè)器的輸入電壓和電流，所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)soc估測(cè)器分時(shí)輸出1#通道電池包剩余電量和2#通道電池包剩余電量，所述1#通道電池包剩余電量和2#通道電池包剩余電量經(jīng)加權(quán)律得到計(jì)算各通道電池包放電電流參考信號(hào)時(shí)所需的加權(quán)系數(shù)，所述加權(quán)系數(shù)與所述母線(xiàn)電壓控制器輸出的電池包放電電流參考信號(hào)相乘，便得到各通道的電池包放電電流參考信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)相應(yīng)通道中電池包放電電流大小的自適應(yīng)分配控制。
6、進(jìn)一步的，步驟2）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加權(quán)控制律中的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)soc估測(cè)器由bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和電池包開(kāi)路電壓到剩余電量映射器構(gòu)成，經(jīng)雙刀雙擲開(kāi)關(guān)分時(shí)選擇后的1#通道電池電壓采樣信號(hào)與1#通道相應(yīng)電池包電流采樣信號(hào)或2#通道電池電壓采樣信號(hào)與2#通道相應(yīng)電池包電流采樣信號(hào)對(duì)應(yīng)著電池包的實(shí)際工作電壓和工作電流，所述電池包的實(shí)際工作電壓和工作電流送到bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入層，作為所述bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸入層的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)，配置所述bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的隱藏層數(shù)量及相應(yīng)隱藏層中神經(jīng)元個(gè)數(shù)，所述bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸出層只有一個(gè)輸出節(jié)點(diǎn)且為電池包開(kāi)路電壓；所述bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分時(shí)輸出1#通道電池包的開(kāi)路電壓或2#通道電池包的開(kāi)路電壓，經(jīng)電池包開(kāi)路電壓到剩余電量映射器得到1#通道電池包剩余電量和2#通道電池包剩余電量。
7、進(jìn)一步的，步驟2）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加權(quán)控制律中的加權(quán)律由以下公式實(shí)現(xiàn)：
8、
9、式中和分別是1#通道和2#通道的電池包放電電流參考信號(hào)的當(dāng)前加權(quán)系數(shù)，和分別是1#通道和2#通道的電池當(dāng)前剩余電量。
10、進(jìn)一步的，在加權(quán)律的輸出上設(shè)置加權(quán)系數(shù)步進(jìn)值：
11、
12、式中和分別是1#通道和2#通道的電池包放電電流參考信號(hào)的當(dāng)前加權(quán)系數(shù)，和分別是1#通道和2#通道的電池包放電電流參考信號(hào)的上一次加權(quán)系數(shù)，是所述的加權(quán)系數(shù)步進(jìn)值；
13、上式中的初始加權(quán)系數(shù)、由下式計(jì)算：
14、
15、式中和分別是1#通道和2#通道的電池包放電電流參考信號(hào)的初始加權(quán)系數(shù)，和分別是1#通道和2#通道的電池初始電壓采樣信號(hào)。
16、進(jìn)一步的，加權(quán)系數(shù)步進(jìn)值的設(shè)計(jì)方法為：設(shè)正閾值為，如果和之差絕對(duì)值小于等于時(shí)，=0；如果和之差絕對(duì)值大于且>時(shí)，則=；如果和之差絕對(duì)值大于且<時(shí)，則=-。
17、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：
18、根據(jù)各通道電池包的電壓和電流采樣值，采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加權(quán)控制器，計(jì)算出各通道電流控制器所需的電池包放電電流參考信號(hào)，即使各通道電池包電壓不一致，在放電過(guò)程中也可使得各通道電池包的電壓趨于平衡；當(dāng)電池包電壓相等后，本發(fā)明方法實(shí)際就是根據(jù)各自電池包的性能來(lái)分配放電電流，從而起到延長(zhǎng)電池壽命的效果。本發(fā)明的方法避免了在電池包之間加裝電池包均衡儀所帶來(lái)的成本增加和可靠性的降低，且因發(fā)明的方法是在現(xiàn)有硬件基礎(chǔ)上通過(guò)軟件編程實(shí)現(xiàn)，無(wú)需額外增加成本，故具有高性?xún)r(jià)比。發(fā)明的方法既能充份發(fā)揮不同電池包的性能，而且能實(shí)現(xiàn)兩電池包放電過(guò)程中的動(dòng)態(tài)均壓，有助于降低系統(tǒng)的使用成本。
1.一種三端口雙通道雙有源橋電路的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加權(quán)控制方法，采用三端口雙通道雙有源橋電路的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加權(quán)控制系統(tǒng)，包括按輸出信號(hào)順序連接的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加權(quán)控制器、移相控制器、驅(qū)動(dòng)電路、三端口雙通道雙有源橋電路以及采樣調(diào)理電路，所述采樣調(diào)理電路與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加權(quán)控制器反饋連接；其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三端口雙通道雙有源橋電路的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加權(quán)控制方法，其特征在于，步驟2）在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加權(quán)控制律中，1#通道電池電壓采樣信號(hào)與1#通道相應(yīng)電池包電流采樣信號(hào)，及2#通道電池電壓采樣信號(hào)與2#通道相應(yīng)電池包電流采樣信號(hào)經(jīng)雙刀雙擲開(kāi)關(guān)分時(shí)選擇后作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)soc估測(cè)器的輸入電壓和電流，所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)soc估測(cè)器分時(shí)輸出1#通道電池包剩余電量和2#通道電池包剩余電量，所述1#通道電池包剩余電量和2#通道電池包剩余電量經(jīng)加權(quán)律得到計(jì)算各通道電池包放電電流參考信號(hào)時(shí)所需的加權(quán)系數(shù)，所述加權(quán)系數(shù)與所述母線(xiàn)電壓控制器輸出的電池包放電電流參考信號(hào)相乘，便得到各通道的電池包放電電流參考信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)相應(yīng)通道中電池包放電電流大小的自適應(yīng)分配控制。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三端口雙通道雙有源橋電路的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加權(quán)控制方法，其特征在于，步驟2）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加權(quán)控制律中的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)soc估測(cè)器由bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和電池包開(kāi)路電壓到剩余電量映射器構(gòu)成，經(jīng)雙刀雙擲開(kāi)關(guān)分時(shí)選擇后的1#通道電池電壓采樣信號(hào)與1#通道相應(yīng)電池包電流采樣信號(hào)或2#通道電池電壓采樣信號(hào)與2#通道相應(yīng)電池包電流采樣信號(hào)對(duì)應(yīng)著電池包的實(shí)際工作電壓和工作電流，所述電池包的實(shí)際工作電壓和工作電流送到bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入層，作為所述bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸入層的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)，配置所述bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的隱藏層數(shù)量及相應(yīng)隱藏層中神經(jīng)元個(gè)數(shù)，所述bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸出層只有一個(gè)輸出節(jié)點(diǎn)且為電池包開(kāi)路電壓；所述bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分時(shí)輸出1#通道電池包的開(kāi)路電壓或2#通道電池包的開(kāi)路電壓，經(jīng)電池包開(kāi)路電壓到剩余電量映射器得到1#通道電池包剩余電量和2#通道電池包剩余電量。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三端口雙通道雙有源橋電路的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加權(quán)控制方法，其特征在于，步驟2）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加權(quán)控制律中的加權(quán)律由以下公式實(shí)現(xiàn)：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的三端口雙通道雙有源橋電路的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加權(quán)控制方法，其特征在于，在加權(quán)律的輸出上設(shè)置加權(quán)系數(shù)步進(jìn)值：
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的三端口雙通道雙有源橋電路的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加權(quán)控制方法，其特征在于，加權(quán)系數(shù)步進(jìn)值的設(shè)計(jì)方法為：設(shè)正閾值為，如果和之差絕對(duì)值小于等于時(shí)，=0；如果和之差絕對(duì)值大于且>時(shí)，則=；如果和之差絕對(duì)值大于且<時(shí)，則=-。