[發(fā)明專利]MMC-HVDC的內(nèi)環(huán)電流控制器故障穿越控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110690752.5
• 申請(qǐng)日: 2021-06-22
• 公開（公告）號(hào): CN113497454B
• 公開（公告）日: 2023-06-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉洋;林澤輝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號(hào): H02J3/36
• 分類號(hào): H02J3/36
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 鄭秋松

本發(fā)明公開了一種MMC?HVDC的內(nèi)環(huán)電流控制器故障穿越控制方法，該方法包括下述步驟：SICC根據(jù)與狀態(tài)相關(guān)的切換策略在開關(guān)控制器和比例積分控制回路之間進(jìn)行切換；BBFC采用三值bang?bang控制信號(hào)，包含MMC的最大正負(fù)電壓輸出，利用MMC的最大控制能量；當(dāng)MMC?HVDC受到外部擾動(dòng)使得其輸出電流偏離原來的平衡點(diǎn)時(shí)，控制方法切換為開關(guān)控制器；當(dāng)MMC換流器輸出電流回到原平衡點(diǎn)附近時(shí)控制器切換為常規(guī)連續(xù)勵(lì)磁控制器。本發(fā)明在電力系統(tǒng)暫態(tài)振蕩的初期，充分發(fā)揮MMC換流器控制系統(tǒng)的潛能，使MMC換流器輸出電流以最快的速度收斂到平衡點(diǎn)附近，然后通過傳統(tǒng)線性控制器使電力系統(tǒng)漸近穩(wěn)定于原平衡點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力自動(dòng)化控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種MMC-HVDC的內(nèi)環(huán)電流控制器故障穿越控制方法。

背景技術(shù)

MMC-HVDC傳輸是基于線路換向轉(zhuǎn)換器的HVDC傳輸?shù)淖钣欣a(bǔ)償，MMC是電壓源轉(zhuǎn)換器，可以為外部電網(wǎng)提供頻率和電壓支持，其故障穿越能力對(duì)于MMC-HVDC傳輸系統(tǒng)的魯棒和穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要。MMC的控制器從數(shù)學(xué)模型上可以分為線性控制器和非線性控制器兩種。基于VC的故障穿越策略是基于線性控制理論設(shè)計(jì)的，其中必須考慮控制器的響應(yīng)速度和過沖之間的折衷，因此，VC控制器在故障的早期無法利用MMC的全部控制能力。非線性控制技術(shù)采用輸出反饋線性化、狀態(tài)反饋線性化等方式設(shè)計(jì)，考慮MMC的非線性動(dòng)力學(xué)。但是，此類控制器的性能高度依賴于系統(tǒng)模型的準(zhǔn)確性，非線性控制器的設(shè)計(jì)過程或最終控制律都需要準(zhǔn)確的系統(tǒng)模型和參數(shù)；同時(shí)，這些非線性控制器通常具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，這妨礙了它們的廣泛應(yīng)用。

傳統(tǒng)的開關(guān)控制方法通過分析性能函數(shù)導(dǎo)數(shù)的極大值來求取控制規(guī)律，盡管其開關(guān)控制規(guī)律需要通過系統(tǒng)的狀態(tài)變量計(jì)算得到，但是開關(guān)控制方法可以最大限度發(fā)揮控制器的性能使被控系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)表現(xiàn)出時(shí)間最優(yōu)性。對(duì)于傳統(tǒng)開關(guān)控制，當(dāng)被控系統(tǒng)的階數(shù)很高時(shí)，系統(tǒng)的哈密頓函數(shù)將非常復(fù)雜，通過求取哈密段函數(shù)正則方程得到開關(guān)控制器非常困難。同時(shí)傳統(tǒng)開關(guān)控制的不斷開關(guān)行為，可能會(huì)對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性產(chǎn)生不利影響。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷與不足，本發(fā)明提供一種MMC-HVDC的內(nèi)環(huán)電流控制器故障穿越控制方法，在電力系統(tǒng)暫態(tài)振蕩的初期，充分發(fā)揮MMC換流器控制系統(tǒng)的潛能，使MMC換流器輸出電流以最快的速度收斂到平衡點(diǎn)附近，然后通過傳統(tǒng)線性控制器使電力系統(tǒng)漸近穩(wěn)定于原平衡點(diǎn)。

本發(fā)明的第二目的在于提供一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)。

本發(fā)明的第三目的在于提供一種計(jì)算設(shè)備。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供一種MMC-HVDC的內(nèi)環(huán)電流控制器故障穿越控制方法，包括下述步驟：

設(shè)置多個(gè)SICC控制器對(duì)MMC-HVDC輸電系統(tǒng)中的整流器側(cè)和逆變器側(cè)MMC進(jìn)行內(nèi)環(huán)電流控制，在每個(gè)SICC控制器中，BBFC控制器均根據(jù)狀態(tài)相關(guān)的切換規(guī)則與PI內(nèi)環(huán)電流控制器以切換方式進(jìn)行操作；

使MMC-HVDC輸電系統(tǒng)運(yùn)行在正常工作狀態(tài)，并對(duì)系統(tǒng)設(shè)置外部擾動(dòng)，得到MMC輸出電流與其參考值的實(shí)時(shí)跟蹤誤差；

擾動(dòng)指示器判斷MMC輸出電流實(shí)時(shí)跟蹤誤差的絕對(duì)值是否超過設(shè)定的誤差閾值，并且判斷超過閾值的持續(xù)時(shí)間是否大于設(shè)定時(shí)間閾值；

當(dāng)判定MMC輸出電流實(shí)時(shí)跟蹤誤差的絕對(duì)值大于設(shè)定的第一誤差閾值，并且大于閾值的持續(xù)時(shí)間大于設(shè)定第一時(shí)間閾值時(shí)，切換信號(hào)發(fā)生器輸出切換信號(hào)T＝1，切換故障穿越控制器將內(nèi)環(huán)電流控制方法切換為BBFC控制；

當(dāng)判定MMC輸出電流實(shí)時(shí)跟蹤誤差的絕對(duì)值小于設(shè)定的第一誤差閾值或者大于閾值的持續(xù)時(shí)間小于設(shè)定第一時(shí)間閾值時(shí)，切換信號(hào)發(fā)生器輸出切換信號(hào)T＝0，切換故障穿越控制器將內(nèi)環(huán)電流控制方法切換為連續(xù)PI控制；