[發(fā)明專利]電網(wǎng)電壓不平衡條件下MMC-UPQC的無源性滑模控制方法

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• 申請日: 2020-06-22
• 公開（公告）號: CN111740429A
• 公開（公告）日: 2020-10-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 程啟明;江暢;馬信喬;趙淼圳;程尹曼
• 申請（專利權(quán)）人: 上海電力大學(xué)
• 主分類號: H02J3/18
• 分類號: H02J3/18
• 代理公司: 上海科盛知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 葉敏華

1.電網(wǎng)電壓不平衡條件下MMC-UPQC的無源性滑模控制方法，其特征在于，包括下列步驟：

1)根據(jù)MMC和UPQC的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，基于基爾霍夫定律分別構(gòu)建串聯(lián)側(cè)和并聯(lián)側(cè)的數(shù)學(xué)模型；

2)對構(gòu)建的MMC-UPQC數(shù)學(xué)模型進(jìn)行正負(fù)分離，獲取串聯(lián)側(cè)和并聯(lián)側(cè)的dq軸正負(fù)序檢測值；

3)根據(jù)無源控制理論和步驟1)中的數(shù)學(xué)模型，建立MMC-UPQC的EL模型；

4)判斷MMC-UPQC的EL模型的無源性，若為嚴(yán)格無源，則在無源EL模型的基礎(chǔ)上加入滑模控制，建立電網(wǎng)電壓不平衡條件下，串聯(lián)側(cè)和并聯(lián)側(cè)的無源性滑模控制器；

5)利用步驟4)建立的無源滑模控制器對電網(wǎng)電壓不平衡條件下MMC-UPQC的直流側(cè)電容電壓進(jìn)行控制；

6)利用步驟4)建立的無源滑模控制器對電網(wǎng)電壓不平衡條件下MMC-UPQC的電容電壓和環(huán)流進(jìn)行控制。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電網(wǎng)電壓不平衡條件下MMC-UPQC的無源性滑模控制方法，其特征在于，步驟1)中，構(gòu)建的串聯(lián)側(cè)和并聯(lián)側(cè)的數(shù)學(xué)模型的表達(dá)式為：

串聯(lián)側(cè)：

并聯(lián)側(cè)：

式中：k＝a、b、c三相中任一相；u_rk1為變壓器一次側(cè)電壓；u_rk為串聯(lián)側(cè)MMC輸出電壓；L_req為串聯(lián)側(cè)等效電感，具體為串聯(lián)側(cè)線路電感和橋臂電感一半的總和；R₁為串聯(lián)側(cè)線路電阻；i_rk為串聯(lián)側(cè)線路電流；u_pk1為線路側(cè)電壓；u_pk為并聯(lián)側(cè)MMC輸出電壓；L_peq為并聯(lián)側(cè)等效電感；R₂為并聯(lián)側(cè)線路電阻；i_pk為并聯(lián)側(cè)線路電流。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電網(wǎng)電壓不平衡條件下MMC-UPQC的無源性滑模控制方法，其特征在于，步驟2)中，串聯(lián)側(cè)和并聯(lián)側(cè)的dq軸正負(fù)序檢測值的表達(dá)式為：

串聯(lián)側(cè)：

并聯(lián)側(cè)：

式中：ω為電網(wǎng)基波的角速度，ω＝2πf，f＝50Hz。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電網(wǎng)電壓不平衡條件下MMC-UPQC的無源性滑模控制方法，其特征在于，步驟3)的具體內(nèi)容為：

31)定義模型：

式中：s＝r、q為串聯(lián)側(cè)和并聯(lián)側(cè)；u_sd1、u_sq1分別為線路d、q軸電壓；u_sd、u_sq分別為MMC的d、q軸電壓輸出電壓；L為等效電感；R_z為線路電阻，i_d、i_q為串聯(lián)側(cè)線路電流；

32)定義EL模型：

其中：

式中：M為由儲能元件構(gòu)成的正定對角陣；J為正負(fù)系統(tǒng)的反對稱矩陣；R為對稱正定矩陣；x為正負(fù)系統(tǒng)的狀態(tài)變量；u為系統(tǒng)的輸入變量。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電網(wǎng)電壓不平衡條件下MMC-UPQC的無源性滑模控制方法，其特征在于，步驟4)具體包括下列步驟：

41)對電網(wǎng)電壓不平衡條件下的MMC-UPQC進(jìn)行無源性判斷；

42)若判斷為嚴(yán)格無源，則在嚴(yán)格無源的情況下確定期望穩(wěn)定平衡點(diǎn)，獲取正負(fù)序串聯(lián)側(cè)和并聯(lián)側(cè)EL模型；

43)注入阻尼，加速系統(tǒng)的能量耗散；

44)根據(jù)滑模控制理論，采用滑模變結(jié)構(gòu)；

45)采用指數(shù)趨近律減抖動，構(gòu)建MMC-UPQC的無源性滑模控制器。