[發明專利]一種模塊化多電平變換器并網電流無源一致性控制方法

有效

• 申請號: 202110734879.2
• 申請日: 2021-06-30
• 公開（公告）號: CN113346781B
• 公開（公告）日: 2022-11-18
• 發明（設計）人: 薛花;王育飛;田廣平;扈曾輝;陳程;楊興武;劉波
• 申請（專利權）人: 上海電力大學
• 主分類號: H02M7/483
• 分類號: H02M7/483;H02M7/5387;H02M7/5395;H02J3/40
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 葉敏華

1.一種模塊化多電平并網電流無源一致性控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、建立電網電壓不平衡條件下MMC并網電流，并設計MMC并網系統期望全局能量函數，以得到電網電壓不平衡下MMC并網系統PCHD模型；

S2、基于步驟S1建立的MMC并網系統PCHD模型，結合一致性方法，構建電網電壓不平衡條件下基于PCHD模型的MMC并網無源一致性控制器，以得到控制量；

S3、采用脈沖調制方法對控制量進行處理，得到相應的觸發脈沖信號；

S4、根據觸發脈沖信號對MMC各相橋臂子模塊的變換器開關狀態進行控制。

2.根據權利要求1所述的一種模塊化多電平并網電流無源一致性控制方法，其特征在于，所述步驟S1具體包括以下步驟：

S11、在dq旋轉坐標系下，定義狀態變量為定義輸入變量為定義輸出變量為其中，正序子系統狀態變量為負序子系統狀態變量為

正序子系統輸入變量為負序子系統輸入變量為

正序子系統輸出變量為負序子系統輸出變量為

其中，L_eq為橋臂電感，分別為交流側輸出電壓的dq軸正、負序分量，分別為交流側電源電流的dq軸正、負序分量，分別為交流側電源電壓的dq軸正、負序分量；

S12、基于步驟S11中的狀態變量、輸入變量和輸出變量，建立基于PCHD模型的MMC并網電流狀態方程，并設計MMC并網系統期望全局能量函數，得到電網電壓不平衡下MMC并網系統PCHD模型。

3.根據權利要求2所述的一種模塊化多電平并網電流無源一致性控制方法，其特征在于，所述MMC并網電流狀態方程具體為：

其中，J(x)為互聯矩陣，R(x)為阻尼矩陣，g(x)為端口矩陣，H(x)為能量函數，ω為基波角頻率，R為橋臂電阻，為微分算子。

4.根據權利要求3所述的一種模塊化多電平并網電流無源一致性控制方法，其特征在于，所述期望全局能量函數具體為：

其中，x^*為x的期望軌跡，分別為交流側電源電流的dq軸期望正、負序分量，D為橋臂電感矩陣。

5.根據權利要求4所述的一種模塊化多電平并網電流無源一致性控制方法，其特征在于，所述電網電壓不平衡下MMC并網系統PCHD模型具體為：

J_d(x)＝J(x)+J_a(x)，

R_d(x)＝R(x)+R_a(x)，

其中，J_d(x)為系統期望互聯矩陣，R_d(x)為系統期望阻尼矩陣，J_a(x)、R_a(x)分別為注入的耗散矩陣、阻尼矩陣。

6.根據權利要求5所述的一種模塊化多電平并網電流無源一致性控制方法，其特征在于，所述步驟S2具體包括以下步驟：

S21、結合一致性方法，設定MMC并網系統正、負序子系統的拉普拉斯矩陣L₁、L₂；

S22、以狀態變量與期望平衡點之差為零作為控制目標，將并網電流狀態變量誤差代入基于PCHD模型的無源一致性控制期望能量函數，結合MMC并網系統PCHD模型，得到MMC并網系統閉環狀態方程；

S23、結合MMC并網系統閉環狀態方程以及MMC并網電流狀態方程，得到基于PCHD模型的無源一致性控制律，即可得到控制量。

7.根據權利要求6所述的一種模塊化多電平并網電流無源一致性控制方法，其特征在于，所述MMC并網系統正、負序子系統的拉普拉斯矩陣L₁、L₂具體為：

其中，Δ為L₁、L₂的關聯度矩陣，A為鄰接矩陣。