[发明专利]电网电压不平衡条件下MMC-UPQC的无源性滑模控制方法

权利要求书

1.电网电压不平衡条件下MMC-UPQC的无源性滑模控制方法，其特征在于，包括下列步骤：

1)根据MMC和UPQC的拓扑结构，基于基尔霍夫定律分别构建串联侧和并联侧的数学模型；

2)对构建的MMC-UPQC数学模型进行正负分离，获取串联侧和并联侧的dq轴正负序检测值；

3)根据无源控制理论和步骤1)中的数学模型，建立MMC-UPQC的EL模型；

4)判断MMC-UPQC的EL模型的无源性，若为严格无源，则在无源EL模型的基础上加入滑模控制，建立电网电压不平衡条件下，串联侧和并联侧的无源性滑模控制器；

5)利用步骤4)建立的无源滑模控制器对电网电压不平衡条件下MMC-UPQC的直流侧电容电压进行控制；

6)利用步骤4)建立的无源滑模控制器对电网电压不平衡条件下MMC-UPQC的电容电压和环流进行控制。

2.根据权利要求1所述的电网电压不平衡条件下MMC-UPQC的无源性滑模控制方法，其特征在于，步骤1)中，构建的串联侧和并联侧的数学模型的表达式为：

串联侧：

并联侧：

式中：k＝a、b、c三相中任一相；u_rk1为变压器一次侧电压；u_rk为串联侧MMC输出电压；L_req为串联侧等效电感，具体为串联侧线路电感和桥臂电感一半的总和；R₁为串联侧线路电阻；i_rk为串联侧线路电流；u_pk1为线路侧电压；u_pk为并联侧MMC输出电压；L_peq为并联侧等效电感；R₂为并联侧线路电阻；i_pk为并联侧线路电流。

3.根据权利要求2所述的电网电压不平衡条件下MMC-UPQC的无源性滑模控制方法，其特征在于，步骤2)中，串联侧和并联侧的dq轴正负序检测值的表达式为：

串联侧：

并联侧：

式中：ω为电网基波的角速度，ω＝2πf，f＝50Hz。

4.根据权利要求1所述的电网电压不平衡条件下MMC-UPQC的无源性滑模控制方法，其特征在于，步骤3)的具体内容为：

31)定义模型：

式中：s＝r、q为串联侧和并联侧；u_sd1、u_sq1分别为线路d、q轴电压；u_sd、u_sq分别为MMC的d、q轴电压输出电压；L为等效电感；R_z为线路电阻，i_d、i_q为串联侧线路电流；

32)定义EL模型：

其中：

式中：M为由储能元件构成的正定对角阵；J为正负系统的反对称矩阵；R为对称正定矩阵；x为正负系统的状态变量；u为系统的输入变量。

5.根据权利要求1所述的电网电压不平衡条件下MMC-UPQC的无源性滑模控制方法，其特征在于，步骤4)具体包括下列步骤：

41)对电网电压不平衡条件下的MMC-UPQC进行无源性判断；

42)若判断为严格无源，则在严格无源的情况下确定期望稳定平衡点，获取正负序串联侧和并联侧EL模型；

43)注入阻尼，加速系统的能量耗散；

44)根据滑模控制理论，采用滑模变结构；

45)采用指数趋近律减抖动，构建MMC-UPQC的无源性滑模控制器。