[發(fā)明專利]基于擾動估計的模塊化多電平換流器功率解耦控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011138012.2
• 申請日: 2020-10-22
• 公開（公告）號: CN112350600B
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馮文希;張先勇;黃耀宏;羅飛
• 申請（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué);廣東技術(shù)師范大學(xué);廣州市標(biāo)準(zhǔn)化研究院
• 主分類號: H02M7/483
• 分類號: H02M7/483;H02M7/5387
• 代理公司: 四川力久律師事務(wù)所 51221
• 代理人: 韓洋

1.一種基于擾動估計的模塊化多電平換流器功率解耦控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1，基于橋臂電流差模分量的動態(tài)方程設(shè)計二階擾動觀測器；

S2，根據(jù)所述二階擾動觀測器實時估計擾動量；

S3，根據(jù)所述估計擾動量實現(xiàn)對消，從而控制模塊化多電平換流器交流側(cè)功率解耦；

步驟S1中，所述橋臂電流差模分量的動態(tài)方程為dq同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的差模電流狀態(tài)方程，表達(dá)式為：

其中，L_s＝L₀/2+L_ac，u_d、u_q為MMC差模電壓的dq軸分量；i_d、i_q為差模電流的dq軸分量，L₀用于抑制環(huán)流和緩沖短路時的橋臂電流，L_ac是交流系統(tǒng)連接MMC的交流電抗器的值，ω是電網(wǎng)角頻率，u_gd、u_gq是電網(wǎng)電壓的dq軸分量；

采用虛擬阻抗增加了系統(tǒng)阻尼，在步驟S1中的所述橋臂電流差模分量的動態(tài)方程中引入了改進(jìn)后的調(diào)制系數(shù)，得到了改進(jìn)后的橋臂電流差模分量的動態(tài)方程，所述改進(jìn)后的調(diào)制系數(shù)為：

為上橋臂電容電壓之和的參考值或者下橋臂電容電壓之和的參考值，R_v為虛擬阻抗，為橋臂電壓的控制變量，i_jp為j相上橋臂的電流，i_jn為j相下橋臂的電流。

2.如權(quán)利要求1所述的一種基于擾動估計的模塊化多電平換流器功率解耦控制方法，其特征在于，所述改進(jìn)后的橋臂電流差模分量的動態(tài)方程為：

其中，L_s＝L₀/2+L_ac，L₀用于抑制環(huán)流和緩沖短路時的橋臂電流，L_ac是交流系統(tǒng)連接MMC的交流電抗，為上橋臂電容電壓之和的參考值或者下橋臂電容電壓之和的參考值，v_eqc是上橋臂子模塊電容電壓之和或下橋臂子模塊電容電壓之和，ω是電網(wǎng)角頻率，u_gd、u_gq是電網(wǎng)電壓的dq軸分量，是橋臂差模電壓的dq軸分量，亦即控制變量。

3.如權(quán)利要求2所述的一種基于擾動估計的模塊化多電平換流器功率解耦控制方法，其特征在于，步驟S1中，基于所述改進(jìn)后的橋臂電流差模分量的動態(tài)方程，得到的二階擾動觀測器的觀測器結(jié)構(gòu)為：

ε₁＝x₁-z₂₁

其中，k₂₁，k₂₂為比例系數(shù)，選取k₂₁＝100，k₂₂＝10000，z₂₂為擾動f的估計量，x₁＝i_d或i_q，i_d、i_q為差模電流的dq軸分量，z₂₁是x₁的估計量，u是控制變量。

4.如權(quán)利要求3所述的一種基于擾動估計的模塊化多電平換流器功率解耦控制方法，其特征在于，步驟S3中，用于控制模塊化多電平換流器交流側(cè)功率解耦的控制量方程為：

其中，PI()表示PI控制器，i_d、i_q是差模電流的dq軸分量，是是差模電流的dq軸分量參考值，z_d22、z_q22是系統(tǒng)的擾動量，是橋臂差模電壓的dq軸分量。

5.一種基于擾動估計的模塊化多電平換流器功率解耦控制系統(tǒng)，其特征在于，包括至少一個處理器，以及與所述至少一個處理器通信連接的存儲器；所述存儲器存儲有可被所述至少一個處理器執(zhí)行的指令，所述指令被所述至少一個處理器執(zhí)行，以使所述至少一個處理器能夠執(zhí)行權(quán)利要求1至4中任一項所述的方法。