[发明专利]一种风电场并网的无源滑模控制方法

权利要求书

1.一种风电场并网的无源滑模控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、根据两端三电平VSC-HVDC的系统的拓扑结构，建立VSC-HVDC系统一端换流器在a-b-c三相静止坐标系下的数学模型，通过Park变换，得到VSC-HVDC系统一端换流器在d-q旋转坐标系下的数学模型；

步骤2、将VSC-HVDC系统一端换流器在d-q旋转坐标系下的数学模型转换为PCHD模型的标准形式，求出系统Hamilton能量函数；

步骤3、构造VSC-HVDC系统期望的平衡点，寻求反馈控制，配置闭环系统的互联矩阵和阻尼矩阵，构造闭环系统期望的Hamilton函数，求解反馈控制，得到基于PCHD模型的VSC-HVDC系统的无源控制方法；

步骤4、在上述基于PCHD模型的VSC-HVDC系统的无源控制方法的基础上，加入辅助滑模控制，选取系统相应的滑模面，将滑模面的符号函数转换成饱和函数，得到基于PCHD模型的VSC-HVDC系统的无源滑模控制方法。

2.根据权利要求1所述的风电场并网的无源滑模控制方法，其特征在于，步骤1中建立的VSC-HVDC系统一端换流器在a-b-c三相静止坐标系下的数学模型具体为：

I_a，I_b，I_c分别为VSC-HVDC系统在a-b-c坐标系下注入到换流站的交流线路电流；U_ca、U_cb、U_cc分别为系统换流站在a-b-c坐标系下的交流电压；U_sa、U_sb、U_sc分别为交流侧系统在a-b-c坐标系下的电压；R、L分别为系统换流变压器和换流站的等效损耗和漏抗；C为系统直流侧的稳压电容；U_dc、I_dc分别为系统直流侧的电压和电流，系数η_i的计算公式如下所示：

S_j为控制开关管通断的逻辑开关函数，S_j＝1对应上桥臂导通、下桥臂关断，S_j＝0对应上桥臂关断、下桥臂导通。

3.根据权利要求1所述的风电场并网的无源滑模控制方法，其特征在于，步骤1中通过Park变换，得到的VSC-HVDC系统一端换流器在d-q旋转坐标系下的数学模型具体为：

式中，I_d，I_q分别为VSC-HVDC系统在d-q坐标系下注入到换流站的交流线路电流；U_d、U_q分别为系统换流站在d-q坐标系下的交流电压，U_d＝S_dU_dc，U_q＝S_dU_dc；U_sd，U_sq分别为系统交流侧在d-q坐标系下的电压；S_d，S_q分别为开关函数的d，q轴分量；R_DC为其中一端换流站和直流侧的等效电阻；L、R分别为整流、逆变侧的换流站等效电感和电阻；C为直流侧两端电容；ω为交流系统的角频率。

4.根据权利要求1所述的风电场并网的无源滑模控制方法，其特征在于，步骤2中PCHD模型的标准形式具体为：

式中，x为状态量，u为控制量，y为输出量；I_d，I_q分别为VSC-HVDC系统在d-q坐标系下注入到换流站的交流线路电流；

系统Hamilton能量函数

式中，L为整流、逆变侧的换流站等效电感，；C为直流侧两端电容，