[发明专利]适用于模块化多电平变换器的宽频带阻抗控制方法及系统

权利要求书

1.一种适用于模块化多电平变换器的宽频带阻抗控制方法，其特征在于，所述方法包括：

基于虚拟阻抗模拟单元对变换器输出端口三相电压进行变换获得d轴电压信号和q轴电压信号；所述虚拟阻抗模拟单元包括第一控制器，所述第一控制器用于调节变换器的虚拟并联阻抗；

基于所述d轴电压信号和所述q轴电压信号，对第一频段阻抗、第二频段阻抗以及第三频段阻抗中的至少一个频段阻抗进行调节；

其中，对所述第一频段阻抗进行调节包括：将所述d轴电压信号通过第二控制器前馈至相电流控制模块后与三相电流在dq轴下的d轴电流分量相加，将所述q轴电压信号通过第二控制器前馈至相电流控制模块后与三相电流在dq轴下的q轴电流分量相加，将所述d轴电压信号反相前馈至相间电压均衡控制模块中电压控制器的输出；

对所述第二频段阻抗进行调节包括：将所述d轴电压信号通过第三控制器前馈至模块电压全局均衡控制模块后与设定电压值相加，相加后的信号由PI控制器输出至相电流控制模块作为d轴给定电流值；

对所述第三频段阻抗进行调节包括：将所述d轴电压信号通过第四控制器前馈至相电流控制模块d轴输出，同时αβ坐标系下电压信号通过第五控制器前馈至αβ坐标系下的调制信号，所述αβ坐标系下电压信号是基于虚拟阻抗模拟单元对变换器输出端口三相电压进行变换获得的，所述αβ坐标系下的调制信号来自变换器相电流控制模块的输出。

2.根据权利要求1所述的适用于模块化多电平变换器的宽频带阻抗控制方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据设定的阻尼要求设计虚拟并联阻抗；所述虚拟并联阻抗包括无源器件串并联组合等效电路的形式和有源电路传递函数的形式；

基于无源化后的系统阻抗和虚拟并联阻抗并联前后的约束条件求解所述虚拟并联阻抗；所述约束条件包括系统潜在振荡频率不变以及所述系统潜在振荡频率在设定相位裕度下。

3.根据权利要求2所述的适用于模块化多电平变换器的宽频带阻抗控制方法，其特征在于，所述虚拟并联阻抗的形式包括RL串联电路或RL并联电路；

所述RL串联电路表示为

所述RL并联电路表示为

其中，Y_pi(s)表示所述虚拟并联阻抗的导纳传递函数，s为拉普拉斯算子，L_v表示电感参数，R_v表示电阻参数。

4.根据权利要求1所述的适用于模块化多电平变换器的宽频带阻抗控制方法，其特征在于，所述基于虚拟阻抗模拟单元对变换器输出端口三相电压进行变换获得d轴电压信号和q轴电压信号，具体包括：

将变换器输出端三相电压经过Clark变换后得到αβ坐标系下第一电压信号；

所述第一电压信号通过所述第一控制器变化得到第二电压信号；所述第一控制器表示为

所述第二电压信号进行Park变换得到所述d轴电压信号和所述q轴电压信号；

其中，s为拉普拉斯算子，ζ₁为第一阻尼比，ω₁为基波角频率，Y_pi(s)为所述虚拟并联阻抗的导纳传递函数。

5.根据权利要求1所述的适用于模块化多电平变换器的宽频带阻抗控制方法，其特征在于，所述第二控制器表示为

其中，s为拉普拉斯算子，ζ₂为第二阻尼比，ω_n为自然角频率。

6.根据权利要求1所述的适用于模块化多电平变换器的宽频带阻抗控制方法，其特征在于，所述第三控制器表示为

其中，s为拉普拉斯算子，ζ₂为第二阻尼比，ω_n为自然角频率，K₁为第一比例系数。