[發明專利]一種提高MMC互聯變換器電流內環魯棒性的方法

有效

• 申請號: 202011240600.7
• 申請日: 2020-11-09
• 公開（公告）號: CN112421664B
• 公開（公告）日: 2023-02-24
• 發明（設計）人: 馮仰敏;楊沛豪;趙勇;李立勛;張寶鋒;趙文超
• 申請（專利權）人: 西安熱工研究院有限公司
• 主分類號: H02J3/36
• 分類號: H02J3/36;H02J5/00;H02M7/483
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 閔岳峰

本發明公開了一種提高MMC互聯變換器電流內環魯棒性的方法，包括步驟：1)采用解耦控制算法，消除dq同步旋轉坐標系下d軸與q軸分量之間電流耦合項，得到MMC互聯變換器電流內環控制輸入表達式；2)為了實現跟蹤MMC互聯變換器交流側的正弦基頻信號，同時有效抑制低次倍頻信號，在MMC互聯變換器電流內環控制輸入表達式中引入準比例諧振QPR控制器，得到其傳遞函數；3)將QPR控制器傳遞函數進行改進，加入內環電流的反饋信號，得到改進QPR控制器傳遞函數；4)在得到的改進QPR控制器引入MMC互聯變換器電流內環系統中，實現高MMC互聯變換器電流內環魯棒性的目的。本發明可以有效的抑制低次諧波干擾，進一步提高MMC互聯變換器電流內環控制系統魯棒性。

技術領域

本發明涉及一種提高MMC互聯變換器電流內環魯棒性的方法，該方法為基于內模原理的準比例諧振(Quasi Proportional Resonant,QPR)控制的MMC互聯變換器電流內環控制方法，進一步的為了提高內環電流控制系統的魯棒性，將QPR控制器改進為兩個具有互不干擾輸入參數的控制器，在準確追蹤控制信號的基礎上過濾干擾信號，達到抑制低次諧波干擾的作用。

背景技術

交直流混合微網是未來微網發展的高級形式，綜合了交流微電網和直流微電網兩者的優點，增強了多種不同類型微電源和各類形式的負荷接入微電網系統的靈活性，MMC作為一種交直流混合微網互聯變換器，具有較低開關損耗和諧波輸出優點。

MMC互聯變換器采樣電壓外環、電流內環的雙閉環控制策略。運行狀態下，直流母線電壓額定值與實際值之差經PI環節得到內環d軸的電流參考值。內環電流控制器可以讓MMC互聯變換器的交流側電流dq分量與參考值保持跟蹤狀態，為了實現對指令值的跟隨，需要選擇合適的控制器，在dq靜止坐標系中電流表現為和MMC交流側電壓同頻率的交流分量，導致PI控制器無法實現對交流量無靜差跟隨。根據內模原理，使用比例諧振(ProportionalResonance,PR)控制器，但PR控制器在非基頻的增益很小，若交流側頻率發生變化，將會無法實現對指令值的跟隨。

傳統QPR控制技術可以有效追蹤基波頻率以及3次及3次以上次奇次諧波，但追蹤范圍過廣使得對低次諧波的信號過濾不夠敏感，可能導致內環電流控制達不到理想的效果。

發明內容

本發明目的在于提供一種提高MMC互聯變換器電流內環魯棒性的方法，具體采用基于內模原理的QPR控制器在MMC互聯變換器電流內環控制系統中，進一步的為了提高內環電流控制系統的魯棒性，將QPR控制器改進為兩個具有互不干擾輸入參數的控制器，在準確追蹤控制信號的基礎上過濾干擾信號，達到抑制低次諧波干擾的作用。

本發明采取如下技術方案來實現的：

一種提高MMC互聯變換器電流內環魯棒性的方法，包括以下步驟：

1)采用解耦控制算法，消除dq同步旋轉坐標系下d軸與q軸分量之間電流耦合項，得到MMC互聯變換器電流內環控制輸入表達式；

2)為了實現跟蹤MMC互聯變換器交流側的正弦基頻信號，同時有效抑制低次倍頻信號，在步驟1)MMC互聯變換器電流內環控制輸入表達式中引入準比例諧振QPR控制器，得到其傳遞函數；

3)將步驟2)QPR控制器傳遞函數進行改進，加入內環電流的反饋信號，得到改進QPR控制器傳遞函數；

4)在步驟3)得到的改進QPR控制器引入MMC互聯變換器電流內環系統中，實現高MMC互聯變換器電流內環魯棒性的目的。

本發明進一步的改進在于，步驟1)的具體實現方法為：采用解耦控制算法，消除dq同步旋轉坐標系下d軸與q軸分量之間電流耦合項，得到MMC互聯變換器電流內環控制輸入表達式：