[发明专利]海上风电柔直变流器并网电流追踪及环流预测控制方法

权利要求书

1.一种海上风电柔直变流器并网电流追踪及环流预测控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取变流器每相的直流侧和交流侧的等效模型；

根据获取的等效模型和预设的变流器每相预测代价函数，得到并网电流追踪和环流抑制综合性能最优的控制方案；

其中，所述变流器每相预测代价函数以最小交互误差为目标，利用公平排序算法对并网电流追踪和环流抑制求解得到；

根据获取的变流器每相的直流侧等效模型，每相筛选出M个使得环流成本函数C_cir，j最小的投入子模块数方案，该方案定义为n_j，cir；

根据获取的变流器每相的交流侧等效模型，每相筛选出M个使得并网电流成本函数C_g，j最小的投入子模块数方案，该方案定义为n_j，g；

根据公式d_g/cir，j＝C_g，j(n_j，cir)-min C_g，j，d_cir/g，j＝C_cir，j(n_j，g)-min C_cir，j，计算每相筛选出的2M个方案的交互误差，每相筛选出N个使得交互误差最小的投入子模块数方案；

其中，M≥2；2≤N≤2M；d_g/cir，j为环流-并网电流交互误差；d_cir/g，j为并网电流-环流交互误差；d_g/cir，j与d_cir/g，j统称为交互误差；C_g，j(n_j，cir)表示n_j，cir对应的并网电流成本函数；C_cir，j(n_j，g)表示n_j，g对应的环流成本函数；min C_g，j表示C_g，j的最小值；min C_cir，j表示C_cir，j的最小值；

将得到的变流器每相预测代价函数输入到考虑共模电压影响的三相预测模型中，基于电容电压排序优化算法，得到并网电流追踪和环流抑制综合性能最优的控制方案。

2.如权利要求1中所述的一种海上风电柔直变流器并网电流追踪及环流预测控制方法，其特征在于，所述变流器采用包括三相上桥臂和三相下桥臂的模块化多电平变流器结构，所述每相上桥臂和每相下桥臂通过桥臂电感连接；

所述每相上桥臂和每相下桥臂均包括两个或两个以上相互串联的子模块；所述子模块采用第一功率单元和第二功率单元相串联的半桥结构，其中，所述第一功率单元采用第一开关管和第一二极管反向并联后再与子模块电容相串联的结构；所述第二功率单元采用第二开关管和第二二极管反向并联的结构。

3.如权利要求2中所述的一种海上风电柔直变流器并网电流追踪及环流预测控制方法，其特征在于，所述第一开关管和所述第二开关管均采用绝缘栅双极型晶体管；第一绝缘栅双极型晶体管导通时，第二绝缘栅双极型晶体管关断，子模块投入工作并输出子模块电容电压；所述第一绝缘栅双极型晶体管关断时，第二绝缘栅双极型晶体管导通，子模块被切除，输出电压为零。

4.如权利要求1中所述的一种海上风电柔直变流器并网电流追踪及环流预测控制方法，其特征在于，依据基尔霍夫电压定律和基尔霍夫电流定律得到模块化多电平变流器环流和并网电流暂态方程；依据前项欧拉方法和变流器环流和并网电流暂态方程可以得到每相环流和并网电流预测方程。

5.如权利要求1中所述的一种海上风电柔直变流器并网电流追踪及环流预测控制方法，其特征在于，利用所述电容电压排序优化算法，将根据变流器每相预测代价函数得到的已投入使用的子模块电容电压值与设定的电压阈值比较，直接判断子模块是否继续保持投入使用状态。