[發明專利]一種基于Clark變換的VSC-HVDC系統控制器設計方法

有效

• 申請號: 201710520817.5
• 申請日: 2017-06-30
• 公開（公告）號: CN107171355B
• 公開（公告）日: 2020-04-03
• 發明（設計）人: 劉洪波;邸睿
• 申請（專利權）人: 東北電力大學
• 主分類號: H02J3/36
• 分類號: H02J3/36
• 代理公司: 吉林市達利專利事務所 22102
• 代理人: 陳傳林

1.一種基于Clark變換的VSC-HVDC系統控制器設計方法，其特征是，它包括以下內容：

1)根據基爾霍夫定律得出在abc坐標系下的相微分模型

由式(1)得

由式(1)和式(2)得，在abc坐標系下的相微分模型，即

2)根據在abc坐標系下的相微分模型得出abc坐標系下的均值模型

由式(4)得abc坐標系下的均值模型

3)根據abc坐標系下的均值模型經過clark變換得到αβ坐標系下的均值模型

將式(5)經過clark變換得到αβ坐標系下的均值模型，即

4)根據αβ坐標系下的均值模型得到αβ坐標系下的小信號模型

經過線性化得到αβ坐標系下的小信號模型，即

式中：L為系統等效電感；ia、ib、ic分別為交流三相電流；i_ph＝[i_aph i_bph i_cph]^T；Sa、Sb、Sc分別為換流器開關量；U_N為中性點電壓，C_dc為直流電容，R_dc為直流電阻，U_dc為直流電壓，為αβ軸上源電壓矩陣，為αβ軸上電流均值矩陣，為αβ軸上源電壓矩陣，分別為α軸、β軸上電流矢量值，分別為α軸、β軸上電壓矢量值，I_α、I_β分別為α軸、β軸上電流穩態值，U_α、U_β分別為α軸、β軸上電壓穩態值，為α軸上電流矢量均值，為β軸上電流矢量均值，D_a為α軸上電流穩態均值，D_β為β軸上電流穩態均值；

5)根據αβ坐標系下的小信號模型設計出VSC-HVDC系統內環控制器，以α軸內環控制器結構為例，α軸電流測量值i_α與α軸電流參考值i_αdref進行比較通過PI控制器H_iα得到誤差量d_α；

6)根據αβ坐標系下的小信號模型設計出VSC-HVDC系統外環有功功率控制器，將有功測量值P與有功參考值P_ref進行比較，其誤差通過外環有功功率控制器H_p給出系統α軸分量，然后將電流測量值i_α與電流參考值i_αdref進行比較通過內環PI控制器得到誤差量d_α；

7)根據αβ坐標系下的小信號模型設計出VSC-HVDC系統外環直流電壓控制器，直流電壓測量值U_dc與有功參考值U_{dc_ref}進行比較，其誤差通過外環直流電壓PI控制器給出系統α軸分量，然后將電流測量值i_α與電流參考值i_αdref進行比較通過內環PI控制器得到誤差量d_α。