[发明专利]一种交直流混合微电网控制器及控制方法

权利要求书

1.一种交直流混合微电网控制器，其特征在于，包括外环控制、无功参考电流计算模块、采样周期模块、三相/两相静止坐标变换模块、内环控制以及开关状态模块，外环控制包括外环反推控制模块，内环控制包括预测模块、反馈矫正模块和滚动优化模块；其中：

外环反推控制模块采用外环反推控制算法，其输入为直流侧电压和设定的参考直流电压，输出为直流侧电流在d轴的参考电流值；

无功参考电流计算模块通过直流侧设定的无功功率计算直流侧电流在q轴的参考电流；

采样周期模块用于按照周期采集交直流混合微电网系统的电网侧电压、电网侧电流、AC/DC换流器交流侧电压和直流侧电压；

三相/两相静止坐标变换模块对采样周期模块采集的信号进行坐标变换得到采样信号在d轴和q轴的分量；

预测模块通过预测模型得到AC/DC换流器电流预测值在d轴和q轴的分量；

反馈矫正模块通过误差补偿优化预测模型，输出电流误差在d轴和q轴的分量；

外环反推控制模块的输出、无功参考电流计算模块的输出、预测模块输出和反馈矫正模块输出共同输入到滚动优化模块，得到AC/DC换流器最优的电压控制量在d轴和q轴的分量；

开关状态模块用于将滚动优化模块的输出转换为AC/DC换流器开关的控制信号。

2.根据权利要求1所述的一种交直流混合微电网控制器，其特征在于，所述内环控制还包括参数辨识模块，其对预测模型中的电感进行在线参数辨识，得到AC/DC换流器在实际运行中电感的精确值。

3.一种交直流混合微电网控制方法，其特征在于，包括：

采样周期模块采集交直流混合微电网系统的电网侧电压、电网侧电流、AC/DC换流器交流侧电压和直流侧电压U_dc；

将直流侧电压U_dc和设定的参考直流电压U_dcref通过外环反推控制模块输出直流侧电流在d轴的参考电流值i_dref；

通过三相/两相静止坐标变换模块获取电网侧电压、电网侧电流和AC/DC换流器交流侧电压在d轴和q轴的分量；

通过无功参考电流计算模块得到直流侧电流在q轴的参考电流i_qref；

将得到的参考电流值i_dref和i_qref、获取的电网侧电压、电网侧电流以及AC/DC换流器交流侧电压在d轴和q轴的分量作为参考信号送入到内环控制中，通过预测模块、反馈校正模块以及滚动优化模块输出AC/DC换流器最优的电压控制量在d轴和q轴的分量；

将AC/DC换流器最优的电压控制量在d轴和q轴的分量通过开关状态模块输出AC/DC换流器开关的控制信号；

将控制信号输入到AC/DC换流器，控制AC/DC换流器的开关的通断。

4.根据权利要求3所述的一种交直流混合微电网控制方法，其特征在于，所述外环反推控制模块输出直流侧电流在d轴的参考电流值i_dref具体为：

定义直流电压跟踪误差z₁：

z₁＝U_dc-U_dcref (1)

多端柔直系统忽略AC/DC换流器损耗下的功率守恒式为：

其中：C为直流侧电容，U_sdi是第i个AC/DC换流器电网侧电压d轴分量，i_di是第i个AC/DC换流器电网侧电流d轴分量，n是AC/DC换流器的个数；

结合公式(1)、(2)，直流电压跟踪误差的导数为：

设正定Lyapunov函数V₁为：

式(4)的导数为：

k₁是可控参数且其值大于0，令式(5)右边括号内的式子为零，得到电流的虚拟控制量i_dref为：