基于滑模控制的电池模拟器仿真与研究*

胡 霞，曹文章，戴袁园

(安徽理工大学 电气与信息工程学院，安徽 淮南 232000)

0 引言

电池模拟器是用来模拟电池充电、放电特性的设备，储能技术是解决可再生能源并网难题的关键技术，若使用储能电池原型进行研究，一方面采购费用高，另一方面研究时电池损坏研究成本也比较大，所以有必要使用电池模拟器来代替储能电池原型进行研究与试验。目前电池模拟器的不足之处之一为拓扑不足，在不控整流器+DC/DC 变流器的拓扑能量只能单向流动，无法双向流动，只能模拟电池的放电工况，无法模拟电池其他工况，故对可冲可放电池模拟无能为力[1-4]。本文采用电流可逆斩波电路，它是将降压斩波电路与升压斩波电路组合在一起，电流可正可负[5]可以模拟出电池充电放电过程。同时本文采用滑模变结构控制方法，这种控制策略与其他控制的不同之处在于系统的“结构”并不固定，而是可以在动态过程中根据系统当前的状态有目的地不断变化，迫使系统按照预定“滑动模态”的状态轨迹运动[6-7]。与传统的PI 控制相比，滑模控制的鲁棒性、动态性能更好，通过仿真实验结果对比验证了滑膜控制的优越性与电池模拟器电流可正可负的可行性。

1 电池模拟器主电路拓扑结构

电池模拟器电路如图1 所示，定义V1为电网，V2为电池，D1、D2为二极管，L为电感，C为电容，r为负载电阻。通过控电容电压的方式实现电流双向流动模拟电池的充放电过程。

图1 电池模拟器拓扑结构