燃料电池Buck变换器的动态演化控制仿真

2014-01-22全书海谢长君

机电工程 2014年11期

黄宬，黄亮*，卢叶，全书海，谢长君

(1.武汉理工大学自动化学院，湖北武汉430070;2.北京惠通盛电力工程有限责任公司，北京100045)

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与传统发电系统相比，燃料电池具有工作效率高、对环境污染小以及可扩展使用等特点，被视为发展和应用前景最好的新型能源之一，现已广泛应用于便携式、分布式发电以及备用电源等领域［1］。但是受内部电化学反应的影响，燃料电池的输出动态响应缓慢，无过载能力，需要DC/DC 变换器作为其输出接口单元来改善其输出特性［2］。

动态演化控制(DEC)，是基于反馈控制理念，强制输出的偏差按照指定的路径(称这条路径为“演化路径”)趋向于零。与其他先进的控制方法相比，该方法无需对变换器模型进行任何简化或线性化处理，并充分利用了系统的非线性和时变性［3］。研究者只要知道变换器输出响应的公式，确定了演化路径，就可以求出动态演化控制方程，并根据该方程对变换器进行控制。

由于Buck、Boost 电路应用广泛、控制简单，关于Buck、Boost 变换器的DEC 控制已经实验成功，并应用到燃料电池动力汽车(Fuel Cell Electric Vehicles，ECEV)供电系统中，实现了Buck/Boost 的双向控制［4-6］。交错并联技术与同步整流技术的使用，进一步扩大了Buck、Boost 电路的应用范围。

结合上述两种技术，本研究以两相交错并联同步Buck 电路为实验平台，设计该变换器的DEC 控制器。在Matlab-Simulink 仿真环境下，本研究针对两相交错并联同步Buck 变换器的DEC 控制性能通过仿真进行测试。