[發明專利]一種柔性直流輸電系統全局穩定的指數收斂控制方法

有效

• 申請號: 201410499514.6
• 申請日: 2014-09-25
• 公開（公告）號: CN104319758A
• 公開（公告）日: 2015-01-28
• 發明（設計）人: 査鯤鵬;孟永慶;李宦;張潔華
• 申請（專利權）人: 中電普瑞電力工程有限公司;西安交通大學
• 主分類號: H02J1/00
• 分類號: H02J1/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 陸萬壽

1.一種柔性直流輸電系統全局穩定的指數收斂控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)在三相靜止坐標系下建立VSC-HVDC系統的數學模型，再通過坐標變換，得VSC-HVDC系統在dq旋轉坐標系下的數學模型，然后再將VSC-HVDC系統在dq旋轉坐標系下的數學模型轉換為PCHD模型；

2)預設柔性直流輸電系統的能量函數，檢測VSC-HVDC系統的無源性，當VSC-HVDC系統的無源時，預設VSC-HVDC系統的互聯矩陣J_d(x)及阻尼矩陣R_d(x)，然后根據預設的互聯矩陣J_d(x)及阻尼矩陣R_d(x)改變系統原有的能量函數，得新的PCHD模型；

3)選取VSC-HVDC系統所需的穩態平衡點，然后構建所需的閉環存儲函數H_d(x)，使PCHD模型下的VSC-HVDC系統滿足IDA-PB定理條件；

4)根據選取的VSC-HVDC系統所需的穩態平衡點、閉環存儲函數H_d(x)、互聯矩陣J_d(x)及阻尼矩陣R_d(x)得柔性直流輸電系統含積分穩定環節的指數穩定IDA-PB控制器，然后根據柔性直流輸電系統含積分穩定環節的指數穩定IDA-PB控制器控制柔性直流輸電系統。

2.根據權利要求1所述的柔性直流輸電系統全局穩定的指數收斂控制方法，其特征在于，步驟1)中，三相靜止坐標系下建立的VSC-HVDC系統的數學模型為

Ldiadt=usa-Udc(sa+12-13Σj=a,b,csj+12)-RiaLdibdt=usb-Udc(sb+12-13Σj=a,b,csj+12)-RibLdicdt=usc-Udc(sc+12-13Σj=a,b,csj+12)-RicCdUdcdt=sa+12ia+sb+12ib+sc+12ic-idc---(1)]]>

其中，u_sa、u_sb及u_sc分別為交流系統側三相電壓瞬時值，i_a、i_b及i_c分別為流入換流器的三相電流瞬時值，U_dc為直流側電壓值，i_dc為直流側電流值，R為等效換流器損耗、線路損耗及變壓器電阻損耗之和，L為換流器交流側濾波電感，C為直流側電容值，s_a、s_b及s_c分別為換流器三相開關函數，其取值為：

通過坐標變換，得VSC-HVDC系統在dq旋轉坐標系下的數學模型為：

Ldiddt=usd-Rid-ωLiq-sdUdc2Ldiqdt=usq-Riq+ωLid-sqUdc2CdUdcdt=34sdid+34sqiq-idc---(2)]]>

其中，s_d及s_q分別為開關函數在dq坐標系下的分量，i_d及i_q分別為交流電流在dq坐標系下的分量，u_sd及u_sq分別為交流電壓在dq坐標系下的分量，ω為交流發電機運轉角速度；

設i_dc＝U_dc/R_dc，再將VSC-HVDC系統在dq旋轉坐標系下的數學模型轉換為PCHD模型，所述PCHD模型為

x·=[J(x)-R(x)]∂H∂x(x)+g(x)u---(3)]]>

其中：

x=x1x2x3=LidLiqCUdc,g(x)=100010000,J(x)=0-ωL-34sdωL0-34sq34sd34sq0=-JT(x)]]>

R(x)=R000R00032Rdc=RT(x)>0,u=usdusq0.]]>