[發明專利]基于李雅普諾夫函數的不平衡電網電壓下MMC控制方法

有效

• 申請號: 201810373708.X
• 申請日: 2018-04-24
• 公開（公告）號: CN108574295B
• 公開（公告）日: 2021-03-02
• 發明（設計）人: 程啟明;孫偉莎;陳路;李濤;魏霖;沈磊;王玉嬌
• 申請（專利權）人: 上海電力學院
• 主分類號: H02J3/36
• 分類號: H02J3/36;H02J3/26;H02J3/24
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 宣慧蘭

本發明涉及一種基于李雅普諾夫函數的不平衡電網電壓下MMC控制方法，該方法包括如下步驟：(1)建立MMC數學模型；(2)根據MMC數學模型獲取MMC開關函數穩態值；(3)基于李雅普諾夫函數確定MMC開關函數波動量大小；(4)根據MMC開關函數穩態值和MMC開關函數波動量大小確定MMC開關函數控制值，根據開關函數控制值控制MMC工作。與現有技術相比，本發明具有響應速度快、魯棒性強、系統結構簡單、物理意義明確、成本低、易于實現等優點。

技術領域

本發明涉及一種MMC控制方法，尤其是涉及一種基于李雅普諾夫函數的不平衡電網電壓下MMC控制方法。

背景技術

相比于交流輸電，直流輸電存在著諸多優點，例如：可快速準確地控制傳輸功率從而提升系統的穩定性；采用直流輸電時也不必考慮相連的交流系統的頻率和相位問題。依靠模塊化多電平變流器(MMC)的直流輸電系統，實現了數目較大的電平數，電能質量高；且可提供一個公共的直流側，易于實現背靠背連接。但當電網電壓發生不平衡時，對于MMC的外部，交流側會發生電流三相不對稱、功率波動等問題，直流側電壓也會出現波動，嚴重影響著系統的穩定性和電能質量。因此，對電網電壓不平衡下MMC的控制是十分有必要的。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種基于李雅普諾夫函數的不平衡電網電壓下MMC控制方法。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種基于李雅普諾夫函數的不平衡電網電壓下MMC控制方法，該方法包括如下步驟：

(1)建立MMC數學模型；

(2)根據MMC數學模型獲取MMC開關函數穩態值；

(3)基于李雅普諾夫函數確定MMC開關函數波動量大小；

(4)根據MMC開關函數穩態值和MMC開關函數波動量大小確定MMC開關函數控制值，根據開關函數控制值控制MMC工作。

步驟(1)具體為：

(11)建立MMC交流側和直流側的數學方程：

其中，u_sa、u_sb、u_sc為交流側的三相電網輸出電壓，i_sa、i_sb、i_sc為交流側的三相電網輸出電流，v_a、v_b、v_c為MMC輸入端三相輸入電壓，L₀為MMC交流側電抗，R₀為MMC交流側電阻，u_dc為MMC直流側電壓，u_jp為MMC中j相上橋臂電壓，u_jn為MMC中j相下橋臂電壓，j取a相或b相或c相，L_s為MMC中各橋臂中串聯的電抗器；

(12)將各橋臂中串聯的電抗器折算至交流側，獲取三相靜止坐標系下MMC交流側電磁暫態方程以及直流側電磁暫態方程：

交流側電磁暫態方程：

L_eq＝L₀+L_s/2，u_sj為交流側的三相電網j相輸出電壓，i_sj為交流側的三相電網j相輸出電流，S_j為MMC中j相開關控制函數，S_jni為MMC中j相下橋臂第i個子模塊的開關函數，S_jpi為MMC中j相上橋臂第i個子模塊的開關函數，i＝1,2,……,N，N為MMC中各橋臂子模塊的個數，j＝a，b，c；