[发明专利]三相并网型换流器的非线性虚拟振荡器控制方法

权利要求书

1.一种三相并网型换流器的非线性虚拟振荡器控制方法，其特征在于：所述的三相并网型换流器的非线性虚拟振荡控制方法，首先基于van der pol振荡电路，建立描述控制并网型换流器的非线性死区虚拟振荡器数学模型，以其中的电压控制型电流源模块非线性方程为核心，搭建针对三相并网型换流器的虚拟振荡器传递函数模型，然后基于动力学方程分析方法，推导非线性虚拟振荡器的动力学方程以及动态特性，进而构建虚拟振荡器控制的并网型换流器的稳定平衡非线性动力学模型，从而推导对照下垂控制参数的虚拟振荡器参数，以非线性动力学模型为基础形成的非线性虚拟振荡器控制模型的参数能够直接与传统下垂控制方式参数对应。

2.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于：建立描述控制并网型换流器的非线性死区虚拟振荡器数学模型，阐述虚拟振荡器中的电压控制型电流源模块非线性方程的构成，进一步搭建针对三相并网型换流器的非线性虚拟振荡器控制模型方法如下：

提出的非线性虚拟振荡器控制策略基于Van der Pol振荡器，振荡器的线性子系统是一个带阻抗的无源RLC谐振电路，描述为：

式(1)中，u_voc为振荡回路输入电压，L为谐振电路电感值，C为谐振电路电容值，ω₀为谐振频率，电容上初始电压即虚拟振荡器起振电压为U_Cm，回路特性阻抗为ρ，W为电容器储存的能量；

在振荡电路中的电压控制型电流源是静态非线性函数，当电压参考方向与电流参考方向同相时有i_g＝f(u_voc)，u_voc为振荡回路输入电压，i_g是压控型电流源输出电流，表达为：

式(2)中，U_m为虚拟振荡器输出电压额定值，k为曲线线性部分斜率的绝对值，式中包含了虚拟振荡电路自激振荡的条件：当|u_voc||U_m|时，必须满足其中R为虚拟振荡电路电阻值，r为虚拟振荡电路压控电流源等效电阻值；

利用PID控制传递函数与其物理结构的关系推导出虚拟振荡器的传递函数，电流相关和电压相关的PID控制器传递函数分别如下：

式(3)中，k_p、k_i、k_d分别为PID控制器比例系数、积分系数、微分系数，u_pid为控制器输出电压信号，i_pid为控制器输出电流信号，△i为控制器输入的电流误差信号，△u为控制器输入的电压误差信号；

将设定的参数值带入式(3)并将其从时域转变为复数域可得：

对式(4)进行变换并转化到复数域可得虚拟振荡器传递函数为：