CN109599880B - 基于三相buck-boost电路的光储系统模型预测控制方法 - Google Patents

基于三相buck-boost电路的光储系统模型预测控制方法 Download PDF

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Abstract

基于三相BUCK‑BOOST电路的光储系统模型预测控制方法，属于分布式离网的太阳能—蓄电池一体化发电供电的技术领域。首先根据光伏电池输出的功率以及额定负载功率计算出蓄电池的参考充放电电流；再根据参考电流判断出蓄电池是工作在充电模式、放电模式还是停止工作模式；然后根据蓄电池的工作模式基于拓扑不同的开关状态建立数学预测模型，计算不同开关状态下一个周期的预测电流，最后经过目标函数优化以及在满足三相电流均衡的前提下选取三相BUCK‑BOOST电路中开关管的最优开关状态。本发明能够在减少电流纹波的同时提高系统的响应速度；且本发明不需要分别建立每种开关不同状态的预测模型，仅需要简单的比较即可实现控制，大大减少了算法的计算量。

Description

基于三相BUCK-BOOST电路的光储系统模型预测控制方法
技术领域
本发明属于分布式离网的太阳能—蓄电池一体化发电供电的技术领域，特别涉及基于三相BUCK-BOOST电路的光储系统模型预测控制方法。
背景技术
近年来，各种新能源分布式发电系统开始走进人们的生活。其中，太阳能以来源丰富，清洁可靠等优点成为新能源分布式发电系统的宠儿。
但是，太阳能发电受环境的影响较大，使光伏电池输出的电能有很大的波动，既可能出现输出功率过低的现象也有可能出现弃光限电的现象。为了改善光伏系统的电能输出质量充分利用太阳能资源，现在通常在光伏系统中并入蓄电池来调节系统的输出功率。
蓄电池等储能设备通常经过双向DC/DC电路接入光伏系统，通过调节双向DC/DC电路使蓄电池工作在充电模式、放电模式或停止工作模式来维持母线电压的平衡。目前比较常用的控制方法有PI控制法和模型预测控制法，PI控制法的方法比较简单，但是PI参数的调节要根据大量的实际经验；模型预测控制法通常是针对单相或双向的DC/DC电路，该方法计算简单，但是要想改善母线电压的纹波大小就要提高系统开关的工作频率即系统的采样频率。相比于单相或双向DC/DC的模型预测控制，用三相DC/DC来实现模型预测控制可以在相同的工作频率下减少母线电压的纹波大小，而且提高系统的功率密度。然而如果将单相模型预测的控制方法应用于三相DC/DC电路将会大大增加系统的计算量，使数学模型和优化计算都较为复杂。
发明内容
针对光储系统中母线电压纹波问题及环境改变时母线电压的超调量较大的问题，本发明提出了一种基于三相BUCK-BOOST电路的光储系统模型预测控制方法，利用三相BUCK-BOOST电路可以降低开关的开断频率，提高系统的功率密度；通过优化的模型预测控制方法可以在降低计算量的情况下减小母线电压的超调量和纹波大小，同时实现三相电流的均衡。
本发明采用如下技术方案：
基于三相BUCK-BOOST电路的光储系统模型预测控制方法，所述光储系统中储能设备通过所述三相BUCK-BOOST电路接入光伏系统，所述三相BUCK-BOOST电路包括六个开关管和三个电感，第一开关管D1一端接母线电源，另一端一方面通过第四开关管D4后接地，另一方面通过第一电感L1后连接所述储能设备电源；第二开关管D2一端接母线电源，另一端一方面通过第五开关管D5后接地，另一方面通过第二电感L2后连接所述储能设备电源；第三开关管D3一端接母线电源，另一端一方面通过第六开关管D6后接地，另一方面通过第三电感L3后连接所述储能设备电源；
其特征在于，所述光储系统模型预测控制方法包括如下步骤：
步骤一、计算所述储能设备在当前时刻的参考充放电电流Ibref；
步骤二、根据当前时刻的所述参考充放电电流Ibref判断所述储能设备的工作模式为充电模式、放电模式或停止工作模式；
步骤三、根据所述储能设备的工作模式选取最优的开关状态组合控制所述三相BUCK-BOOST电路的六个开关管，具体方法为：
A、当所述储能设备工作在停止工作模式时，控制六个开关管均关断；
B、当所述储能设备工作在充电模式时，选取最优的开关状态控制六个开关管的具体步骤如下：
b1、建立数学预测模型
Figure BDA0001906340750000021
Figure BDA0001906340750000022
其中h＝0、1、2、3，T为所述光储系统的采样周期，第一电感、第二电感、第三电感的电感值均为L，il1(k)、il2(k)、il3(k)分别表示当前时刻流过第一电感、第二电感、第三电感的电流，Ubus表示当前时刻光储系统的母线电压，Ubat表示当前时刻储能设备电压；
b2、通过比较Z10、Z11、Z12、Z13的大小控制第一开关管、第二开关管、第三开关管开启或关断，同时控制第四开关管、第五开关管、第六开关管均关断；
当Z10最小时控制第一开关管、第二开关管、第三开关管均关断；
当Z11最小时，进一步比较il1(k)、il2(k)、il3(k)的大小，若il1(k)最小控制第一开关管导通、第二开关管关断、第三开关管关断；若il2(k)最小控制第二开关管导通、第一开关管关断、第三开关管关断；若il3(k)最小控制第三开关管导通、第一开关管关断、第二开关管关断；
当Z12最小时，进一步比较il1(k)、il2(k)、il3(k)的大小，若il1(k)最大控制第一开关管关断、第二开关管导通、第三开关管导通；若il2(k)最大控制第二开关管关断、第一开关管导通、第三开关管导通；若il3(k)最大控制第三开关管关断、第一开关管导通、第二开关管导通；
当Z13最小时控制第一开关管、第二开关管、第三开关管均导通；
C、当所述储能设备工作在放电模式时，选取最优的开关状态控制六个开关管的具体步骤如下：
c1、建立数学预测模型
Figure BDA0001906340750000031
c2、通过比较Z20、Z21、Z22、Z23的大小控制第四开关管、第五开关管、第六开关管开启或关断，同时控制第一开关管、第二开关管、第三开关管均关断；
当Z0最小时控制第四开关管、第五开关管、第六开关管均导通；
当Z1最小时，进一步比较il1(k)、il2(k)、il3(k)的大小，若il1(k)最大控制第四开关管关断、第五开关管导通、第六开关管导通；若il2(k)最大控制第五开关管关断、第四开关管导通、第六开关管导通；若il3(k)最大控制第六开关管大关断、第四开关管导通、第五开关管导通；
当Z2最小时，进一步比较il1(k)、il2(k)、il3(k)的大小，若il1(k)最小控制第四开关管导通、第五开关管关断、第六开关管关断；若il2(k)最小控制第五开关管导通、第四开关管关断、第六开关管关断；若il3(k)最小控制第六开关管导通、第四开关管关断、第五开关管关断；
当Z3最小时控制第四开关管、第五开关管、第六开关管均关断。
具体的，计算所述储能设备在当前时刻的参考充放电电流Ibref的具体方法为：
d1、测量当前时刻光储系统的母线电压Ubus和母线电流Ibus；
d2、计算母线额定参考功率Pref＝Ubref2*Ibus/Ubus，其中Ubref为母线额定电压；
d3、计算所述储能设备在当前时刻的参考充放电电流Ibref＝(Pref-PV)/Ubat，其中PV为所述光伏系统中光伏电池的输出功率。
具体的，根据所述参考充放电电流Ibref判断所述储能设备的工作模式的具体方法为：
若Ibref>0，所述储能设备的工作模式为放电模式；
若Ibref<0，所述储能设备的工作模式为充电模式；
若Ibref＝0，所述储能设备的工作模式为停止工作模式。
本发明的有益效果为：本发明通过采用三相BUCK-BOOST电路来实现蓄电池的充放电控制，根据系统的运行计算出蓄电池的参考充放电电流，使母线电压可以稳定在额定电压范围内，直接根据开关的导通个数来建立蓄电池充放电电流的预测模型，不需要针对每种不同的开关状态来建立预测模型，可以简化数学模型、极大的减少系统的运算量并提高系统的经济性，通过模型预测和比较每相电流的大小来判断开关的工作状态，可以实现三相电流的均衡，与传统单相或双向控制相比可以等效的提高开关频率，降低系统的运算频率。另外三相BUCK-BOOST电路输入电流纹波的频率为开关频率的三倍，可以减小光储系统中滤波器的体积，提高系统的功率密度；同时可以很好的减少输出电压的纹波大小和超调量，提高系统的动态响应速度。
附图说明
图1为本发明提出的基于三相BUCK-BOOST电路的光储系统模型预测控制方法的控制框图。
图2为实施例中蓄电池工作在充电模式下的控制流程图。
图3为光储系统在工作环境变化下单相模型预测控制的母线电压仿真结果图。
图4为光储系统在工作环境变化下三相模型预测控制的母线电压仿真结果图。
具体实施方式
下面结合实施实例及附图，对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
如图1所示，本发明应用的光储系统包括储能设备、光伏系统和三相BUCK-BOOST电路，储能设备通过三相BUCK-BOOST电路接入光伏系统，本发明基于三相BUCK-BOOST电路，提出一种应用于光储系统的模型预测控制方法，三相BUCK-BOOST电路的结构图图1所示，包括开关管D1-D6和电感L1-L3，储能设备以蓄电池为例。
重复本发明提出的模型预测控制方法可以周期性地对光储系统进行优化调整，根据当前周期的电路状态进行预测并通过改变三相BUCK-BOOST电路中的开关管控制下一周期的电路状态，下面以其中一个周期中的调整为例详细说明本发明的工作过程和工作原理。
(1)计算蓄电池在当前时刻的参考充放电电流Ibref，具体方法如下：
检测当前时刻光储系统中实际的母线电压Ubus和母线电流Ibus、光伏系统中光伏电池的输出功率PV、蓄电池两端的电压Ubat、以及流过电感L1、L2、L3的电流il1(k)、il2(k)、il3(k)，计算出母线的额定参考功率Pref＝Ubref2*Ibus/Ubus，其中Ubref为光储系统母线额定电压。
根据能量守恒定律可得蓄电池的参考电流Ibref为：
Ibref＝(Pref-PV)/Ubat
(2)根据当前时刻的参考充放电电流Ibref判断储能设备的工作模式为充电模式、放电模式或停止工作模式。当参考电流Ibref大于零时，说明母线所需要的额定功率Pref大于光伏电池的输出功率PV，这时蓄电池应该工作在放电模式及三相BUCK-BOOST电路工作在升压模式；当参考电流Ibref小于零时，说明母线所需要的额定功率Pref小于光伏电池的输出功率PV，这时蓄电池应该工作在充电模式储存多余的能量及三相BUCK-BOOST电路工作在降压模式；当参考电流Ibref等于零时，说明母线所需要的额定功率刚好等于光伏电池输出功率PV，这时蓄电池应该处于停止工作模式。
(3)根据蓄电池的工作模式选取最优的开关状态组合控制三相BUCK-BOOST电路的六个开关管D1-D6。当储能设备工作在停止工作模式时，控制六个开关管D1-D6均关断；当蓄电池工作在充电模式或放电模式时，需要进一步建立预测模型，建立预测模型的具体步骤如下。
首先以蓄电池工作在充电模式进行说明，放电模式的模型建立方法于此类似。如图2所示，为蓄电池工作在充电模式下的控制流程图，其中0代表开关的关断状态，1代表开关的导通状态。
当蓄电池工作在充电模式时，三相BUCK-BOOST电路工作在降压模式，此时开关管D1、D2、D3分别有导通和关断两种工作状态，开关管D4、D5、D6应全部关断。则根据电感电压与电流的关系可得：
当第一开关管D1导通时，有
Figure BDA0001906340750000051
将(1)式离散化可得：
Figure BDA0001906340750000052
当第一开关管D1关断时，有
Figure BDA0001906340750000053
将(3)式离散化可得：
Figure BDA0001906340750000054
同理可得当第二开关管D2导通时，有
Figure BDA0001906340750000055
当第二开关管D2关断时，有
Figure BDA0001906340750000056
当第三开关管D3导通时，有
Figure BDA0001906340750000057
当第三开关管D3关断时，有
Figure BDA0001906340750000058
其中L为每相电感的电感值，为了简化设计，选取电感值大小相同的电感。T为系统的采样周期。il1(k)，il2(k)，il3(k)分别为当前周期即k时刻流过每相电感的电流值；il1(k+1)，il2(k+1)，il3(k+1)分别为下一周期即k+1时刻流过每相电感的预测电流值。由公式(2)，(4)，(5)，(6)，(7)，(8)可以看出当开关管导通时，电感的电流增量为-T/L*(Ubat-Ubus)，因为蓄电池的电压要小于母线电压，所以电感电流的增量大于零即此时母线电压对电感进行充电；当开关管关断时，电感的电流增量为-T/L*Ubat要小于零即此时电感进行放电。满足三相BUCK-BOOST电路工作在降压时的电感电流的变化。从上面的公式还可以发现无论开关管导通还是关断，预测模型中都还有一项(-T/L*Ubat)，而只有当开关管导通时才含有(T/L*Ubus)，设k1＝-T/L*Ubat，k2＝T/L*Ubus。
根据三相拓扑可得蓄电池的充电电流Ibat为：Ibat＝il1+il2+il3。所以在k+1时刻蓄电池的充电电流Ibat(k+1)＝il1(k+1)+il2(k+1)+il3(k+1)；将上面的公式整理可建立该系统在充电模式下的初步预测模型，即充电模式下一个周期的预测电流为：
Figure BDA0001906340750000061
其中h＝0、1、2、3，分别代表开关管D1、D2、D3的导通个数。
然后对初步预测模型进行目标函数优化，得到步骤(3)中充电模式下的数学预测模型
Figure BDA0001906340750000062
令a＝Z10，b＝Z11，c＝Z12，d＝Z13，a为零个开关管导通的预测模型，b为只有一个开关管导通的预测模型，c为有两个开关管导通的预测模型，d为三个开关管全部导通的数学模型，a＝abs((3*k1+Ibat)-Ibref)，b＝abs((3*k1+Ibat+k2)-Ibref)，c＝abs((3*k1+Ibat+2*k2)-Ibref)，d＝abs((3*k1+Ibat+3*k2)-Ibref)，abs为取绝对值符号。
将h＝0，1，2，3带入式(9)中计算出Z10、Z11、Z12、Z13的大小，然后比较得出最小值Zmin。
当Zmin＝Z10时，说明没有开关管导通，即D1＝0，D2＝0，D3＝0，控制三个开关管D1-D3都关断。
当Zmin＝Z11时，说明有一个开关管导通，此时进一步比较电感电流il1、il2、li3的大小，为了实现三相电感电流的均衡，令最小相电流的开关导通，其余两相开关关断，即il1(k)最小时，D1＝1，D2＝0，D3＝0，控制第一开关管D1导通，第二开关管D2、第三开关管D3关断；il2(k)最小时，D1＝0，D2＝1，D3＝0，控制第二开关管D2导通，第一开关管D1、第三开关管D3关断；il3(k)最小时，D1＝0，D2＝0，D3＝1，控制第三开关管D3导通，第一开关管D1、第二开关管D2关断。
当Zmin＝Z12时，说明有两个开关管导通，此时比较电感电流il1，il2，li3的大小，为了实现三相电感电流的均衡，令最大相电流的开关关断，其余两相开关导通，即il1(k)最大时，D1＝0，D2＝1，D3＝1，控制第一开关管D1关断，第二开关管D2、第三开关管D3导通；il2(k)最大时，D1＝1，D2＝0，D3＝1，控制第二开关管D2关断，第一开关管D1、第三开关管D3导通；il3(k)最大时，D1＝1，D2＝1，D3＝0，控制第三开关管D3关断，第一开关管D1、第二开关管D2导通。
当Zmin＝Z13时，说明有三个开关管导通，D1＝1，D2＝1，D3＝1，控制三个开关管D1-D3都导通。
下面以蓄电池工作在放电模式进行说明，当蓄电池工作在放电模式时，三相buck-boost电路工作在升压模式，此时开关管D4、D5、D6分别有开启和关断两种工作状态，开关管D1、D2、D3应全部关断。则根据电感电压与电流的关系可得：
当第四开关管D4导通时
Figure BDA0001906340750000071
将(10)式离散化可得：
Figure BDA0001906340750000072
当第四开关管D4关断时
Figure BDA0001906340750000073
将(12)式离散化可得：
Figure BDA0001906340750000074
同理可得当第五开关管D5导通时：
Figure BDA0001906340750000075
当第五开关管关断时：
Figure BDA0001906340750000076
当第六开关管D6导通时：
Figure BDA0001906340750000077
当第六开关管D6关断时：
Figure BDA0001906340750000078
将上面的公式整理可建立放电模式下该系统的初步预测模型为：
Figure BDA0001906340750000079
其中h＝0，1，2，3，分别代表开关管D4、D5、D6的关断个数。
然后对初步预测模型进行目标函数优化，得到步骤三中充电模式下的数学预测模型：
Figure BDA00019063407500000710
将h＝0，1，2，3带入式(18)中计算出Z20，Z21，Z22，Z23的大小，然后比较得出最小值Zmin。
当Zmin＝Z20时，说明三个开关管D4、D5、D6都导通。
当Zmin＝Z21时，说明有一个开关关断，此时比较电感电流il1，il2，li3的大小，为了实现三相电感电流的均衡，令最大相电流的开关关断，其余两相开关导通。若il1(k)最大控制D4关断、D5导通、D6导通；若il2(k)最大控制D5关断、D4导通、D6导通；若il3(k)最大控制D6关断、D4导通、D5导通。
当Zmin＝Z22时，说明有两个开关关断，此时比较电感电流il1，il2，li3的大小，为了实现三相电感电流的均衡，令最小相电流的开关导通，其余两相开关关断。若il1(k)最小控制D4导通、D5关断、D6关断；若il2(k)最小控制D5导通、D4关断、D6关断；若il3(k)最小控制D6导通、D4关断、D5关断。
当Zmin＝Z23时，说明三个开关管D4、D5、D6都关断。一个周期内完成之后，在下一个周期可以返回步骤(1)进行滚动优化。
由上述方法得到最优的开关状态，对三相BUCK-BOOST电路进行控制然后不断的循环优化，使母线电压维持在参考电压附近。
如图3和图4所示，是在相同仿真条件下：0-0.2s光伏电池的输出功率为50W，负载电阻为20Ω；0.2-0.4s光伏电池的输出功率为140W，负载电阻为20Ω；0.4-0.6s光伏电池的输出功率为140W，负载电阻由20Ω变为10Ω；设定光储系统额定母线电压为40V。其中图3是单相模型预测的母线电压仿真图，图4是本发明提出的三相模型预测的母线电压仿真图。
由仿真图3和图4对比可以看出，单相模型预测的母线电压纹波远远大于三相模型预测的母线电压纹波；在0.2s时，光伏电池的输出功率增大，蓄电池由放电模式突然转变为充电模式。此时单相模型预测的母线电压的超调量为3％，而三相模型预测的母线电压的超调量为1％，仅为单相模型预测的1/3；在0.4s时，由于负载功率突然变大，为了维持母线电压稳定在额定电压蓄电池由充电模式转化为放电模式。此时单相模型预测的母线电压的超调量为-1％，而三相模型预测的母线电压超调量为-0.39％，也远小于单相模型预测的母线电压超调量。
由图3与图4的仿真结果可以看出当系统在0s，0.2s，0.4s的工作环境发生变化时，单相模型预测的母线电压的跟踪时间分别为0.05s，0.04s，0.018s。而三相模型预测的母线电压的跟踪时间分别为0.025s，0.02s，0.007s。对比两种控制方法的母线电压跟踪时间可以得到，三相模型预测的动态响应快于单相模型预测的动态响应。
传统模型预测控制方法中将三相BUCK-BOOST电路的三个开关管共8种状态的每一种状态都建立一个预测模型，每次预测都要计算8个模型，导致计算量太大，且不能保证纹波最小。本发明提出了一种基于三相BUCK-BOOST电路的应用于光储系统的模型预测控制方法，充电模式下根据D1、D2、D3三个开关管中有0、1、2、3个导通四种情况建立四个模型，放电模式下根据D4、D5、D6三个开关管中有0、1、2、3个关断四种情况建立四个模型，判断出有几个开关管导通，然后再根据每个电感的电流大小来选择是哪些开关管导通，这样在减少计算量的同时大大减小了纹波。本发明通过采用三相BUCK-BOOST电路来实现蓄电池的充放电控制，可以等效的提高开关频率，降低系统的运算频率。另外三相BUCK-BOOST电路输入电流纹波的频率为开关频率的三倍，可以减小光储系统中滤波器的体积，提高系统的功率密度。
本发明提出的模型预测控制方法根据系统的运行计算出蓄电池的参考充放电电流，使母线电压可以稳定在额定电压范围内，通过模型预测和比较每相电流的大小来判断开关的工作状态，可以实现三相电流的均衡。首先根据光伏电池输出的功率以及额定负载功率计算出蓄电池的参考充放电电流Ibref；其次根据参考电流Ibref判断出蓄电池是工作在充电模式、放电模式还是停止工作模式；然后根据蓄电池的工作模式基于拓扑不同的开关状态建立数学预测模型，计算不同开关状态下一个周期的预测电流Ibat(k+1)，最后经过目标函数优化以及在满足三相电流均衡的前提下选取最优的开关状态。
综上所述，本发明通过用三相BUCK-BOOST电路来实现蓄电池的充放电控制，可以减少输入输出电流的纹波大小，提高开关频率增加系统的功率密度；通过优化的三相模型预测控制算法，可以在维持母线电压稳定的前提下简化预测模型减少系统的运算量，提高系统的动态响应速度，以及减少母线电压的纹波大小。并且在系统工作环境发生突变时，能够极大的减少母线电压的超调量。
这里所述的实例是为了帮助技术人员理解本发明的原理，本领域的技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明的其它各种变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.基于三相BUCK-BOOST电路的光储系统模型预测控制方法，所述光储系统中储能设备通过所述三相BUCK-BOOST电路接入光伏系统，所述三相BUCK-BOOST电路包括六个开关管和三个电感，第一开关管一端接母线电源，另一端一方面通过第四开关管后接地，另一方面通过第一电感后连接所述储能设备电源；第二开关管一端接母线电源，另一端一方面通过第五开关管后接地，另一方面通过第二电感后连接所述储能设备电源；第三开关管一端接母线电源，另一端一方面通过第六开关管后接地，另一方面通过第三电感后连接所述储能设备电源；
其特征在于，所述光储系统模型预测控制方法包括如下步骤：
步骤一、计算所述储能设备在当前时刻的参考充放电电流Ibref；
步骤二、根据当前时刻的所述参考充放电电流Ibref判断所述储能设备的工作模式为充电模式、放电模式或停止工作模式；
步骤三、根据所述储能设备的工作模式选取最优的开关状态组合控制所述三相BUCK-BOOST电路的六个开关管，具体方法为：
A、当所述储能设备工作在停止工作模式时，控制六个开关管均关断；
B、当所述储能设备工作在充电模式时，选取最优的开关状态控制六个开关管的具体步骤如下：
b1、建立数学预测模型
Figure FDA0003296605170000011
Figure FDA0003296605170000012
其中h＝0、1、2、3，T为所述光储系统的采样周期，第一电感、第二电感、第三电感的电感值均为L，il1(k)、il2(k)、il3(k)分别表示当前时刻流过第一电感、第二电感、第三电感的电流，Ubus表示当前时刻光储系统的母线电压，Ubat表示当前时刻储能设备电压；
b2、通过比较Z10、Z11、Z12、Z13的大小控制第一开关管、第二开关管、第三开关管开启或关断，同时控制第四开关管、第五开关管、第六开关管均关断；
当Z10最小时控制第一开关管、第二开关管、第三开关管均关断；
当Z11最小时，比较il1(k)、il2(k)、il3(k)的大小，若il1(k)最小控制第一开关管导通、第二开关管关断、第三开关管关断；若il2(k)最小控制第二开关管导通、第一开关管关断、第三开关管关断；若il3(k)最小控制第三开关管导通、第一开关管关断、第二开关管关断；
当Z12最小时，比较il1(k)、il2(k)、il3(k)的大小，若il1(k)最大控制第一开关管关断、第二开关管导通、第三开关管导通；若il2(k)最大控制第二开关管关断、第一开关管导通、第三开关管导通；若il3(k)最大控制第三开关管关断、第一开关管导通、第二开关管导通；
当Z13最小时控制第一开关管、第二开关管、第三开关管均导通；
C、当所述储能设备工作在放电模式时，选取最优的开关状态控制六个开关管的具体步骤如下：
c1、建立数学预测模型
Figure FDA0003296605170000021
c2、通过比较Z20、Z21、Z22、Z23的大小控制第四开关管、第五开关管、第六开关管开启或关断，同时控制第一开关管、第二开关管、第三开关管均关断；
当Z0最小时控制第四开关管、第五开关管、第六开关管均导通；
当Z1最小时，比较il1(k)、il2(k)、il3(k)的大小，若il1(k)最大控制第四开关管关断、第五开关管导通、第六开关管导通；若il2(k)最大控制第五开关管关断、第四开关管导通、第六开关管导通；若il3(k)最大控制第六开关管大关断、第四开关管导通、第五开关管导通；
当Z2最小时，比较il1(k)、il2(k)、il3(k)的大小，若il1(k)最小控制第四开关管导通、第五开关管关断、第六开关管关断；若il2(k)最小控制第五开关管导通、第四开关管关断、第六开关管关断；若il3(k)最小控制第六开关管导通、第四开关管关断、第五开关管关断；
当Z3最小时控制第四开关管、第五开关管、第六开关管均关断。
2.根据权利要求1所述的基于三相BUCK-BOOST电路的光储系统模型预测控制方法，其特征在于，计算所述储能设备在当前时刻的参考充放电电流Ibref的具体方法为：
d1、测量当前时刻光储系统的母线电压Ubus和母线电流Ibus；
d2、计算母线额定参考功率Pref＝Ubref2*Ibus/Ubus，其中Ubref为母线额定电压；
d3、计算所述储能设备在当前时刻的参考充放电电流Ibref＝(Pref-PV)/Ubat，其中PV为所述光伏系统中光伏电池的输出功率。
3.根据权利要求1所述的基于三相BUCK-BOOST电路的光储系统模型预测控制方法，其特征在于，根据所述参考充放电电流Ibref判断所述储能设备的工作模式的具体方法为：
若Ibref＞0，所述储能设备的工作模式为放电模式；
若Ibref＜0，所述储能设备的工作模式为充电模式；
若Ibref＝0，所述储能设备的工作模式为停止工作模式。
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