[發明專利]一種提高多端柔性直流輸電控制系統魯棒性的方法

在審

• 申請號: 202011295912.8
• 申請日: 2020-11-18
• 公開（公告）號: CN112467778A
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發明（設計）人: 楊沛豪;孫鋼虎;兀鵬越;柴琦;王小輝;寇水潮;高峰;姜寧;郭新宇;孫夢瑤;李志鵬;趙俊博;薛磊;賀婷;張立松;李元釗
• 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;H02J3/24;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

1.一種提高多端柔性直流輸電控制系統魯棒性的方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)建立多端柔性直流輸電MMC-MTDC受端換流站GSMMC在公共接入點2即PCC₂功率傳輸方程和交流動態方程；

2)根據步驟1)GSMMC交流動態方程，定義狀態變量，得到網側電壓狀態控制方程；

3)將步驟2)網側電壓狀態控制方程中補償擾動項與MMC-MTDC負荷波動建立關系式；

4)為了得到補償擾動項擴展方程，將步驟1)GSMMC交流動態方程中網側電流展開為時域表達式；

5)根據步驟4)GSMMC交流動態方程中網側電流時域表達式，將步驟3)網側電壓狀態控制方程中補償擾動項擴展；

6)根據步驟5)補償擾動項擴展表達式，建立GSMMC控制系統電壓擾動觀測器數學模型；

7)定義步驟6)GSMMC控制系統電壓擾動觀測器數學模型的觀測誤差，得到擾動補償誤差動態方程；

8)定義步驟7)擾動補償誤差的Lyapunov方程，根據Lyapunov穩定判據分析觀測值增益；

9)將步驟8)得到的增益引入步驟6)GSMMC控制系統電壓擾動觀測器數學模型中，將電壓擾動觀測器輸出電壓作為參考信號，加入至GSMMC電壓控制環中，提高控制系統魯棒性。

2.根據權利要求1所述的一種提高多端柔性直流輸電控制系統魯棒性的方法，其特征在于，步驟1)的具體實現方法為：建立多端柔性直流輸電MMC-MTDC受端換流站GSMMC在公共接入點2即PCC₂功率傳輸方程：

其中：R_f、X_f為濾波電路電阻值及感抗值；U_ac為GSMMC交流側電壓；e₀為網側電壓；δ為功角差；GSMMC內部參數中，滿足R_f＜＜X_f，功率傳輸方程可簡化為：交流動態方程表示為：

其中：L_f為濾波電感值；C_f為濾波電容值；i₀為網側電流；i_ac為GSMMC交流側輸出電流。

3.根據權利要求2所述的一種提高多端柔性直流輸電控制系統魯棒性的方法，其特征在于，步驟2)的具體實現方法為：根據步驟1)GSMMC交流動態方程，定義狀態變量得到網側電壓e₀狀態控制方程：

其中：w(t)為補償擾動項；f(x)、g為：

4.根據權利要求3所述的一種提高多端柔性直流輸電控制系統魯棒性的方法，其特征在于，步驟3)的具體實現方法為：將步驟2)網側電壓狀態控制方程中補償擾動項w(t)與MMC-MTDC負荷波動建立關系式：

其中：d(t)表示由于MMC-MTDC負荷波動，MMC調節引起的功率波動對電壓動態響應的影響，表達式為：擾動項d(t)與網側電流i₀關聯，是因為GSMMC輸出電壓響應滯后于電流的變化，電流變化會引起電壓暫態波動，d(t)是外部功率變化對GSMMC交流側電壓的固有擾動相。

5.根據權利要求4所述的一種提高多端柔性直流輸電控制系統魯棒性的方法，其特征在于，步驟4)的具體實現方法為：為了得到補償擾動項擴展方程，將步驟1)GSMMC交流動態方程中網側電流展開為時域表達式：i₀(t)＝I₀sinωt；

其中：I₀負載側電流峰值；網側電流i₀(t)導數為：

6.根據權利要求5所述的一種提高多端柔性直流輸電控制系統魯棒性的方法，其特征在于，步驟5)的具體實現方法為：根據步驟4)GSMMC交流動態方程中網側電流時域表達式，將步驟3)網側電壓狀態控制方程中補償擾動項w(t)擴展：其中：ξ(t)＝[ξ₁ξ₂]^T＝[I₀sinωt I₀cosωt]^T；