[发明专利]基于高精度通用控制器的换流站电流波动抑制方法

权利要求书

1.一种基于高精度通用控制器的换流站电流波动抑制方法，利用派克坐标系变换，对MMC的交流等效电路进行正向同步旋转坐标系变换，其变换后的数学模型矢量形式可以表示为

其特征在于：利用拉普拉斯变换，由式(6)得到

引入解耦以及电压前馈项，得到MMC输出电压方程为：

式中，I_dq+ref为电流参考值；G_PI(s)表示PI控制器，其可以控制dq⁺轴直流量，即阀侧交流电流正序分量；G₁(s)表示一种可以控制dq⁺轴2倍频交流量的控制器；

在不对称电网电压条件下，内部电流成分变得复杂，对其进行细化得到

式中，i_dcj为内部电流直流分量，i^－_cirj为内部电流2倍频负序分量，i⁰_cirj为内部电流2倍频零序分量，

内部电流2倍频零序分量i⁰_cirj：

根据MMC的直流等效电路、式(14)和式(15)，通过拉普拉斯变换，得到

进而，得到内部不平衡电压方程为

式中，u⁰_diffj为内部零序电流引起的不平衡电压，i⁰_cirjref为内部零序电流参考值；G₂(s)表示一种可以控制2倍频正弦信号的控制器。

2.根据权利要求1所述的基于高精度通用控制器的换流站电流波动抑制方法，其特征在于：控制器G₁(s)和G₂(s)的要求均为可以无静差控制2倍频正弦交流信号，又因其二者控制结构与控制对象基本相同，从而为将二者设计成通用控制器提供了前提条件；

以控制负序电流为例，设三相负序电流为

式中，I^－为负序电流幅值，ω₀为工频角频率， 根据Park变换，整理可得dq⁺轴下的阀侧交流负序电流输入为

要求的输出为

根据式(20)可知，随着时间t的增加，I_o^－(t)的振幅从0到无限接近I^－，期间瞬时相位保持与I_i^－(t)相同，可以满足基本要求；而且，系统的响应速度可以通过k_c调节；

根据欧拉方程

分别对式(19)、式(20)进行拉普拉斯变换，可以得到

可以得到控制系统闭环传递函数

其中

根据式(24)和式(25)可以得到通用控制器的传递函数

其中，k_c为增益系数，k_c应满足如下条件k_c≥2π，ω_n为谐振角频率；当其作用于抑制2倍频内部零序电流时，只需对式(26)中增益系数设定为2k_c即可。