第47卷第1期燕山大学学报Vol.47No.12023年1月JournalofYanshanUniversityJan．2023文章编号:1007-791X(2023)01-0035-08基于Brayton－Moser模型的直流微电网Buck变换器控制策略张梦壕1，王久和1，*，张玲2，张雅静1，李建国1(1．北京信息科技大学自动化学院，北京100192;2．燕京理工学院建筑学院，河北三河065201)收稿日期:2022-05-26责任编辑:温茂森基金项目:国家自然科学基金资助项目(51777012);北京市自然科学基金-教委联合资助项目(KZ201911232045)作者简介:张梦壕(1997-)，男，河南焦作人，硕士研究生，主要研究方向为变换器控制以及多变换器系统稳定性分析等;*通信作者:王久和(1959-)男，辽宁辽阳人，博士，教授，博士生导师，主要研究方向为变换器非线性控制、微电网及电能质量控制等，Email:wjhyhrwm@163．com。摘要:为解决直流微电网Buck变换器对低压直流母线电压调节能力弱的问题，本文提出了一种新的控制策略。该策略通过建立带等效恒功率负载的Buck变换器的Brayton-Moser模型，构建Buck变换器系统混合势函数，设计功率成形控制器。同时，针对等效恒功率负载的负载功率未知问题，设计了功率观测器实现对恒功率负载的负载功率进行实时观测。仿真结果表明，与PI双闭环控制、外环PI内环无源控制策略相比，本文所提出的控制策略能更好地提升Buck变换器对低压直流母线电压的动态与稳态调节性能。关键词:Buck变换器;恒功率负载;混合势函数;Brayton-Moser模型;功率成形控制器;功率观测器中图分类号:TM46文献标识码:ADOI:10．3969/j．issn．1007-791X．2023．01．0040引言微电网是由分布式电源、储能设备、负载和变换器装置等组成的一种小型发配电系统。根据电源的不同，微电网可分为直流微电网和交流微电网两类。与交流微电网相比，直流微电网具有不需要无功功率、频率和相位控制等优点［1］，使其获得了广泛应用。常见的直流微电网系统［2］如图1所示。在直流微电网中，负载需要不同的电源电压，对于低压负载，需通过Buck变换器将高压直流母线电压变换到低压直流母线电压，以便为低压负载供电，如图1所示。图1中Buck变换器低压直流母线通过变换器连接负载，从而给负载供电，而连接负载的变换器在负反馈控制带宽内输入端呈负阻特征，即输入端呈现恒功率特性［3］。因此，本文的直流微电网Buck变换器低压直流母线侧负载可等效为恒功率负载(ConstantPowerLoad，CPL)［4］。CPL的负阻特性会导致低压直流母线电压的稳定性下降，进而影响了低压负载的...
