[发明专利]一种MMC-STATCOM的无源性滑模变结构控制方法

权利要求书

1.一种MMC-STATCOM的无源性滑模变结构控制方法，对STATCOM装置进行控制，所述的STATCOM装置为与交流电网连接的三相三线制模块化多电平换流器，其特征在于，该方法包括：采用基于dq旋转坐标系的电压电流双闭环解耦控制策略，通过q轴分量进行无功调节，产生或吸收无功功率，并以此稳定接入点的交流母线电压；通过d轴分量进行有功调节，从电网交流母线吸收有功来补偿换流器的有功功率损耗，从而维持换流器直流侧电压的稳定。

2.根据权利要求1所述的一种MMC-STATCOM的无源性滑模变结构控制方法，其特征在于，所述的换流器外环采用PI控制器，内环采用无源性滑模变结构控制器。

3.根据权利要求2所述的一种MMC-STATCOM的无源性滑模变结构控制方法，其特征在于，外环PI控制器分别根据接入点交流母线电压幅值和直流母线电压幅值的参考值，确定内环电流控制器的q轴和d轴电流参考值；内环电流控制器用来生成换流器的输出电压指令值，使dq轴电流快速跟踪其参考值，并实现dq轴之间的解耦控制。

4.根据权利要求2所述的一种MMC-STATCOM的无源性滑模变结构控制方法，其特征在于，外环PI控制器如下：

其中，i_1d为d轴内环电流参考值，i_1q为q轴内环电流参考值，u_dc为直流侧电压，V_1rms为STATCOM所连接的交流母线节点电压的有效值，上标带*的参数为对应物理量的参考值，k_p与k_i分别是外环PI控制器的比例系数和积分系数。

5.根据权利要求4所述的一种MMC-STATCOM的无源性滑模变结构控制方法，其特征在于，内环控制器如下：

其中，ω为电网角频率，R₁、L’₁分别为换流器等效电阻与等效电感，V_shd、V_shq为换流器输出的交流电压d轴和q轴的指令值，V_1d、V_1q为电网交流母线电压的d轴和q轴实际值，i_1d、i_1q分别为换流器输出电流d轴和q轴的指令值，ε₁、ε₂、R_a1、R_a2、k₁、k₂为无源滑模变结构调节参数，sat(·)为用于滑模变结构控制的饱和函数，其具体表达式如下：

其中，Δ为滑模表面边界层厚度。

6.根据权利要求5所述的一种MMC-STATCOM的无源性滑模变结构控制方法，其特征在于，对内环控制器获得的V_shd和V_shq进行dq-abc反变换，获得换流器的调制信号，然后用最近电平逼近调制方法驱动换流器正常工作。

7.根据权利要求5所述的一种MMC-STATCOM的无源性滑模变结构控制方法，其特征在于，所述的滑模表面边界层厚度Δ为1。

8.根据权利要求1所述的一种MMC-STATCOM的无源性滑模变结构控制方法，其特征在于，所述的换流器的交流侧直接或通过三相变压器与交流电网连接。

9.根据权利要求1所述的一种MMC-STATCOM的无源性滑模变结构控制方法，其特征在于，所述的换流器包括6个桥臂，每个桥臂由电抗器和多个半桥子模块依次串联连接而成。

10.根据权利要求9所述的一种MMC-STATCOM的无源性滑模变结构控制方法，其特征在于，所述的半桥子模块包含半桥整流电路。