[發明專利]一種模塊化多電平變換器電容電壓波動抑制方法

在審

• 申請號: 202110967810.4
• 申請日: 2021-08-23
• 公開（公告）號: CN113765345A
• 公開（公告）日: 2021-12-07
• 發明（設計）人: 薛花;扈曾輝;王育飛;陳程;田廣平;楊興武;劉波
• 申請（專利權）人: 上海電力大學
• 主分類號: H02M1/12
• 分類號: H02M1/12;H02M7/483;H02M7/5387;H02M7/5395
• 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變換器電容電壓波動抑制方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、建立基于PCHD模型的MMC波動電容電壓狀態方程；

S2、基于步驟S1建立的MMC波動電容電壓狀態方程，進一步構建得到基于PCHD模型的MMC電容電壓波動無源一致性控制器，以得到波動電容電壓控制量；

S3、采用脈沖調制方法對波動電容電壓控制量進行處理，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變換器電容電壓波動抑制方法，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，分別定義狀態變量、輸入變量和輸出變量，其中，狀態變量具體為三相注入環流二倍頻dq軸分量與橋臂電感的乘積，輸入變量具體為三相波動電容電壓dq軸分量，輸出變量具體為三相注入環流二倍頻dq軸分量；

S12、基于定義的狀態變量、輸入變量和輸出變量，建立基于PCHD模型的MMC波動電容電壓狀態方程。

3.根據權利要求2所述的一種模塊化多電平變換器電容電壓波動抑制方法，其特征在于，所述MMC波動電容電壓狀態方程具體為：

x＝[x₁ x₂]^T＝[L_mi_cird L_mi_cirq]^T

u＝[u₁ u₂]^T＝[u_cird u_cirq]^T

y＝[y₁ y₂]^T＝[i_cird i_cirq]^T

其中，x為狀態變量，u為輸入變量，y為輸出變量，L_m為橋臂電感，i_cird、i_cirq分別為三相注入環流二倍頻d軸和q軸分量，u_cird、u_cirq分別為三相波動電容電壓d軸和q軸分量，J(x)為互連矩陣，R(x)為阻尼矩陣，g(x)為端口矩陣，H(x)為能量函數，ω₀為基波角頻率，R_m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變換器電容電壓波動抑制方法，其特征在于，所述步驟S2具體包括以下步驟：

S21、在PCHD模型基礎上引入一致性控制律，并設定MMC子模塊波動電容電壓系統注入環流后的期望平衡點；

S22、以狀態變量與期望平衡點之差及其差值微分均為零作為控制目標，結合MMC波動電容電壓狀態方程，得到基于PCHD模型的無源一致性控制律，即可得到波動電容電壓控制量。

5.根據權利要求4所述的一種模塊化多電平變換器電容電壓波動抑制方法，其特征在于，所述步驟S21引入的一致性控制律具體為：

α＝1

其中，x_e為狀態變量誤差，x*為設定的期望平衡點，和分別為三相注入環流二倍頻d軸和q軸分量參考軌跡，α為誤差系數。

6.根據權利要求5所述的一種模塊化多電平變換器電容電壓波動抑制方法，其特征在于，所述步驟S22具體包括以下步驟：

S221、以狀態變量與期望平衡點之差及其差值微分均為零作為控制目標，設計對應的期望能量函數；

S222、基于設計的期望能量函數，結合MMC波動電容電壓狀態方程，得到MMC子模塊波動電容電壓閉環系統的狀態方程；

S223、根據MMC子模塊波動電容電壓閉環系統的狀態方程，進一步得到基于PCHD模型無源一致性控制律。