[发明专利]一种模块化多电平变换器电容电压波动无源控制方法

权利要求书

1.一种模块化多电平电容电压波动无源控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、建立基于PCHD模型的MMC波动电容电压状态方程；

S2、基于步骤S1建立的MMC波动电容电压状态方程，进一步构建得到基于PCHD模型的MMC电容电压波动无源控制器，以得到波动电容电压控制量；

S3、采用脉冲调制方法对波动电容电压控制量进行处理，得到相应的触发脉冲信号；

S4、根据触发脉冲信号对MMC各相桥臂子模块的变换器开关状态进行控制；

所述步骤S1具体是在dq旋转坐标系下，分别定义状态变量、输入变量和输出变量，其中，状态变量为三相注入环流二倍频dq轴分量与桥臂电感的乘积，输入变量为三相波动电容电压dq轴分量，输出变量为三相注入环流二倍频dq轴分量；

所述MMC波动电容电压状态方程具体为：

x＝[x₁ x₂]^T＝[L_mi_cird L_mi_cirq]^T

u＝[u₁ u₂]^T＝[u_cird u_cirq]^T

y＝[y₁ y₂]^T＝[i_cird i_cirq]^T

其中，x为状态变量，u为输入变量，y为输出变量，L_m为桥臂电感，i_cird、i_cirq分别为三相注入环流二倍频d轴和q轴分量，u_cird、u_cirq分别为三相波动电容电压d轴和q轴分量，J(x)为互连矩阵，R(x)为阻尼矩阵，g(x)为端口矩阵，H(x)为能量函数，ω₀为基波角频率，R_m为桥臂电阻，为微分算子；

所述步骤S2具体包括以下步骤：

S21、设定MMC子模块波动电容电压系统注入环流后的期望平衡点；

S22、以状态变量与期望平衡点之差为零作为控制目标，结合MMC波动电容电压状态方程，得到基于PCHD模型的无源控制律，即可得到波动电容电压控制量。

2.根据权利要求1所述的一种模块化多电平电容电压波动无源控制方法，其特征在于，所述期望平衡点具体为：

其中，x*为期望平衡点，和分别为三相注入环流二倍频d轴和q轴分量参考轨迹。

3.根据权利要求2所述的一种模块化多电平电容电压波动无源控制方法，其特征在于，所述步骤S22具体包括以下步骤：

S221、根据控制目标x-x^*＝0，设计对应的期望能量函数；

S222、基于期望能量函数，结合MMC波动电容电压状态方程，得到MMC子模块波动电容电压闭环系统的状态方程；

S223、根据MMC子模块波动电容电压闭环系统的状态方程，进一步得到基于PCHD模型的无源控制律。

4.根据权利要求3所述的一种模块化多电平电容电压波动无源控制方法，其特征在于，所述期望能量函数具体为：

其中，H_d(x)为期望能量函数。

5.根据权利要求4所述的一种模块化多电平电容电压波动无源控制方法，其特征在于，所述MMC子模块波动电容电压闭环系统的状态方程具体为：

其中，J_d(x)为系统期望的互联矩阵，R_d(x)为系统期望的阻尼矩阵。