[发明专利]一种模块化多电平变换器的环流抑制方法

权利要求书

1.一种模块化多电平变换器的环流抑制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、根据MMC的单相等效电路，并基于正定二次型能量函数，得到MMC环流的PCHD模型；

S2、采用无源控制理论，构建基于PCHD模型的MMC环流抑制无源控制器；

S3、将环流的二倍频实际值与参考值输入MMC环流抑制无源控制器，以输出环流电压补偿量：

其中，ω₀为基波角频率，L_m为桥臂电感，R_m为桥臂电阻，i_cird和i_cirq分别为三相环流二倍频的d轴分量实际值和q轴分量实际值，u_cird和u_cirq分别为三相环流电压的d轴补偿量和q轴补偿量，i^*_cird和i^*_cirq分别为三相环流二倍频的d轴分量参考值和q轴分量参考值，r_a1和r_a2均为注入的正阻尼参数，即注入的阻尼矩阵

S4、对环流电压补偿量进行载波移相调制，以生成调制波，通过调制波控制MMC各相桥臂子模块中IGBT的工作状态。

2.根据权利要求1所述的一种模块化多电平变换器的环流抑制方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括以下步骤：

S11、根据MMC的单相等效电路，得到dq旋转坐标系下的环流动态方程；

S12、分别选取状态变量、输入和输出变量，并基于正定二次型能量函数，对环流动态方程进行等效变换，得到MMC环流的PCHD模型。

3.根据权利要求2所述的一种模块化多电平变换器的环流抑制方法，其特征在于，所述步骤S11中环流动态方程具体为：

其中，ω₀为基波角频率，L_m为桥臂电感，R_m为桥臂电阻，i_cird和i_cirq分别为三相环流二倍频的d轴分量实际值和q轴分量实际值，u_cird和u_cirq分别为三相环流电压的d轴补偿量和q轴补偿量，d为微分算子，t为时间。

4.根据权利要求3所述的一种模块化多电平变换器的环流抑制方法，其特征在于，所述步骤S12中状态变量、输入和输出变量具体为：

其中，x为状态变量，u为输入变量，y为输出变量，x₁和x₂分别为状态变量的d轴分量和q轴分量，u₁和u₂分别为输入变量的d轴分量和q轴分量，y₁和y₂分别为输出变量的d轴分量和q轴分量；

正定二次型能量函数具体为：

其中，H(x)为MMC环流非线性系统中原存储的能量；

MMC环流的PCHD模型具体为：

其中，为状态变量对时间的微分，J(x)为互联矩阵，R(x)为阻尼矩阵，g(x)为端口矩阵。

5.根据权利要求4所述的一种模块化多电平变换器的环流抑制方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括以下步骤：

S21、定义状态变量误差，设置MMC环流闭环控制系统期望能量函数；

S22、结合MMC环流的PCHD模型和期望能量函数，得到MMC环流闭环系统的状态方程；

S23、根据MMC环流闭环系统的状态方程，获取基于PCHD模型的MMC环流抑制无源控制律，以构建基于PCHD模型的MMC环流抑制无源控制器。