DOI：10.19850/j.cnki.2096-4706.2021.08.010

摘  要：对于目前储能系统中的双向BUCK-BOOST变换器，传统用的建模方法都是采用整数阶建模，而实际应用中电容电感都是分数阶的。因此基于分数阶微积分分别建立了充电和放电模式下的BUCK-BOOST变换器的模型，并且将所得的分数阶模型与传统的整数阶模型进行对比分析。表明该方法建立的模型能真实反映变换器的动力学行为，可以使以后的储能控制更加精确。

关键词：双向BUCK-BOOST变换器;分数阶微积分;整数阶模型

中图分类号：TM46       文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2021）08-0034-05

Research on Fractional Order Modeling of Bidirectional Converter for

Energy Storage Application

LI Na

（Shandong Huayu University of Technology，Dezhou  253034，China）

Abstract：For the bidirectional BUCK-BOOST converter in the current energy storage system，the traditional modeling methods are all using the integer order modeling，while the capacitance and inductance in practical application are all of fractional order. Therefore，based on the fractional order calculus，the model of the BUCK-BOOST converter in charge and discharge mode are established respectively，and comparative analysis is made on the obtained fractional order model and the traditional integer order model. It shows that the model established by this method can truly reflect the dynamic behavior of the converter and make the energy storage control more accurate in the future.

Keywords：bidirectional BUCK-BOOST converter;fractional order calculus;integer order model

0  引  言

近年来，随着能源危机、环境污染等问题日益严重，能源问题成为制约整个国际社会发展的重要因素，如何高效利用能源成为当今社会的研究热点，越来越多的学者已开始关注光伏和燃料电池等新能源技术^[1]。但由于新能源的发电效率受气候条件和天气变化的影响大，使得输出电能不连续、不稳定，因此就需要加入储能用的双向DC/DC变换器，使其在不同的工作情况下都能稳定工作^[2，3]。本文采用的是双向BUCK-BOOST变换器^[4，5]。

对于BUCK-BOOST变换器的控制，以往常采用传统的小信号模型进行控制^[6-8]，虽然该模型已经相当成熟，但是此建模的原理主要是将电路中的电感和电容是当作整数阶模型来描述的。而根据研究表明在实际上电容和电感均是分数阶的，因此必须建立其分数阶模型，这样才能更加准确地描述电感和电容的特性。

综上可以得出，运用整数阶模型不能够精确的模拟实际电容和电感的特性，导致BUCK-BOOST变换器的整数阶建模是不够准确的。……