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龙图腾网获悉华北电力大学(保定)申请的专利一种基于模型预测控制的改进幂指数型SOC协调控制方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN115588977B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-04发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202110755027.1，技术领域涉及：H02J1/10；该发明授权一种基于模型预测控制的改进幂指数型SOC协调控制方法是由朱晓荣;马英乔设计研发完成，并于2021-07-05向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于模型预测控制的改进幂指数型SOC协调控制方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种基于模型预测控制的改进幂指数型SOC协调控制方法，包括信号测量、计算下垂系数预测值、多目标优化求解最优值和通过电压电流双环控制求取占空比步骤。本发明采用模型预测控制对基于SOC的传统幂指数型功率分配策略中的幂指数进行优化，解决了固定幂指数下系统控制性能不稳定的问题，实现了各储能输出功率按SOC大小进行分配，对于直流微网的稳定运行具有良好的促进作用。

本发明授权一种基于模型预测控制的改进幂指数型SOC协调控制方法在权利要求书中公布了：1.一种基于模型预测控制的改进幂指数型SOC协调控制方法，直流微电网系统由多个能量单元和大电网单元连接形成，所述能量单元包含分布式发电单元、储能单元和负荷单元；所述分布式发电单元、储能单元、大电网单元和负荷单元分别通过相应的电压源型换流器或DC-DC换流器与直流母线相连；所述直流微电网系统包含的分布式发电单元、储能单元、大电网单元和负荷单元均包括控制系统、测量元件和换流器；所述直流微电网系统包含的分布式发电单元、储能单元、大电网单元和负荷单元的控制系统输入端分别与相应的测量元件输出端相连，其输出端与相应的换流器输入端相连；所述直流微电网系统中还包含直流测量元件以及交流测量元件，直流测量元件包括分布式发电单元、储能单元、大电网单元和负荷单元的直流母线侧电压传感器和电流传感器以及分布式发电单元、储能单元、大电网单元和负荷单元的分布式电源侧、储能元件侧、交流电网侧和负荷侧电压传感器和电流传感器；所述储能单元包括蓄电池； 其特征在于：包括以下步骤： 步骤1：信号测量：通过电压传感器测量直流微电网中各能量单元的母线电压vbusi和蓄电池输出电流ibati，收集各蓄电池荷电状态及控制单元初始下垂系数信息； 步骤2：计算下垂系数预测值：将采集到的本地信息代入预测模型求预测值，式1为所建立的下垂系数预测模型，将幂指数ηi作为预测系数，计算得到下垂系数预测值ki*k； 式中：koi为第i个蓄电池控制单元的初始下垂系数，SOCik为当前时刻第i个蓄电池的荷电状态； 步骤3：多目标优化求解最优值：将预测值代入目标函数中，式2为目标函数表达式，通过优化器进行求解得到使目标函数最小化的最优预测系数； 式中，wk为权重系数；N为微网系统中能量单元的数量；aij为通讯系数，当第i个能量单元和第j个能量单元间有直接通信通道时，aij＝1，否则为0；vref为母线电压参考值；idik表示下垂控制的预测输出电流；vbusik为当前时刻第i个能量单元中母线电压的测量值，Δvsik为二次电压补偿量，在电压控制环节采用基于一致性算法的电压观测器来进行平均电压控制，式3为电压补偿量表达式； 式中，vavgik为当前时刻第i个能量单元的母线电压平均观测值；kPV和kIV分别为比例系数和积分系数； 步骤4：通过电压电流双环控制求取占空比：将最优预测系数代回预测模型中，得到当前时刻的下垂系数补偿量，并与二次电压补偿量一起加入到电压外环的改进下垂控制中，式4为下垂控制作用下下一时刻第i个能量单元中母线电压的目标值vbusik+1； 将电压外环控制输出的电流参考值输入到电流内环控制中，内环采用PI控制使蓄电池实际电流跟踪电流参考值；根据一个开关周期内的电压平均方程计算占空比，通过PWM调制得到开关信号，送入开关管实现对蓄电池输出功率的控制。

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