一种柔性直流输电系统的换流站控制器设计方法
专利汇可以提供一种柔性直流输电系统的换流站控制器设计方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种柔性直流输电系统两端换流站 控制器 的设计方法。柔性直流输电系统两端换流站数学模型作为一个非线性系统且具有强耦合特点，这种特点给变流器的控制器设计带来了一定难度，本发明针对高压直流（VSC-HVDC)输电系统，建立端口受控耗散哈密顿系统（PCHD）模型，采用互联与阻尼配置的无源控制，通过选择适当的 能量 函数和阻尼矩阵，设计两端换流站的控制器，提高了控制器的动、静态性能且具有较强的鲁棒性。，下面是一种柔性直流输电系统的换流站控制器设计方法专利的具体信息内容。
1.一种柔性直流输电系统（VSC-HVDC）的换流站控制器设计方法，其特征在于：
首先将系统的数学模型变换端口受控耗散哈密顿形式(PCHD)，寻求一个静态状态反馈控制使闭环系统动态PCHD系统具有耗散的形式，并利用端口受控耗散哈密顿系统(PCHD)的反馈镇定原理解出无源控制率。
2.如权利要求1所述的柔性直流输电系统（VSC-HVDC）的换流站控制器设计方法，其特征在于：该方法具体包括以下步骤：
a）：建立柔性直流输电系统（VSC-HVDC）在三相静止坐标系下的数学模型；
b）：对所述模型进行Park变换，得到dq0坐标系下的数学模型，并改写成端口受控耗散哈密顿系统（PHCD）形式；
c）：两端变流器的控制策略：根据换流器的控制目标确定外环控制方式，将指令值与实际的反馈值经过PI调节器得出内环电流参考值；
d）：内环无源控制器设计：寻求一个静态状态反馈控制使闭环系统动态端口受控耗散哈密顿系统(PCHD)具有耗散的形式；并利用端口受控耗散哈密顿系统(PCHD)的反馈镇定原理解出无源控制率，最后经Park逆变换和正弦脉宽调制(SPWM)得出柔性直流输电系统两端变流器的控制信号，完成控制器的设计。
3.如权利要求2所述的柔性直流输电系统（VSC-HVDC）的换流站控制器设计方法，其特征在于：
所述步骤a、b中的数学模型为：
VSC两端输入和输出的功率相等，且等于直流侧功率；
可以得到VSC-HVDC系统在dq坐标系下的数学模型为：
式中，usd1、usq1、isd1、isq1和usd2、usq2、isd2、isq2分别为两端交流系统三相基波电压、三相基波电流对应的d轴和q轴分量；urd、urq和uid、uiq分别为整流侧和逆变侧三相交流基波电压的d轴和q轴分量,且分别是整流侧和逆变侧系统的控制量。
4.如权利要求2或3所述的柔性直流输电系统（VSC-HVDC）的换流站控制器设计方法，其特征在于：
所述步骤c的具体实现方法是：
在三相电网电压平衡条件下，取整流侧电网电压矢量Us1的方向为d轴方向，则有VSC-HVDC为三相平衡系统，令两端电源a相相电压的初相角为0°，有：Usd1=US1、usd2＝Us2，Usq1=0、usq2＝0，US1、US2分别为整流侧和逆变侧换流器母线电压空间矢量的模值；在忽略线路电阻和换流器损耗的情况下，便有如下关系式：
对于整流侧来说，外环控制引入PI调节器来生成内环无源控制
器的参考电流
5.如权利要求4所述的柔性直流输电系统（VSC-HVDC）的换流站控制器设计方法，其特征在于：
所述步骤d的具体实现方法是：
T T T
取状态变量x＝[x1 x2] ＝[Lisd1 Lisq1] ＝D[isd1 isq1] （7）
并取哈密顿能量函数
将它们写成PCHD形式：
式中：
为实现对外环生成的参考电流的跟踪，采用互联与阻尼配置的方法，来达到理想的平衡点；建立误差系统，令：
定义误差系统的哈密顿函数：
并设
且K(x)满足关系式
这样误差系统函数就为端口受控耗散哈密顿函数，Hd(x)可看作是李亚普诺夫函数，且在平衡点x*处是渐近稳定的；
将（13）式带入公式（12）中就可以计算得到如下的整流侧变流器控制率：
逆变侧控制器设计：直接选取有功功率和无功功率作为状态变量，可省去外环PI参数的设置、调整，简化控制器结构。将p=1.5Us2isd2，q=1.5Us2isq2将其带入式（4）中得：
取状态变量
x＝[x1 x2]T＝[Lp Lq]T＝D[p q]T （16）
并取哈密顿能量函数
将式（15）写PCHD形式：
式中：
根据整流侧变流器控制率的推导过程，可以得到电网侧变流器的无源控制率：
其中r1、r2、为注入阻尼，Ja为互联结构
求得系统控制输入量urd、urq、uid、uiq后，将其经Park逆变换和正弦脉宽调制，得出VSC-HVDC系统换流器的驱动控制信号，从而实现换流站的有功功率、无功功率的独立控制。
一种柔性直流输电系统的换流站控制器设计方法
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