[发明专利]一种柔性直流输电系统的换流站控制器设计方法

权利要求书

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：

Ldialdt+Rial=usal-uralLdibldt+Ribl=usb1-urb1Ldicldt+Ricl=usc1-urc1Ldia2dt+Ria2=usa2-ura2Ldib2dt+Rib2=usb2-urb2Ldic2dt+Ric2=usc2-urc2---(1)]]>VSC两端输入和输出的功率相等，且等于直流侧功率；

P1=32(usd1isd1+usq1isq1)=Udc1idcP2=32(usd2isd2+usq2isq2)Q1=Qs1=32(usq1isd1-usd1isq1)Q2=Qs2=32(usq2isd2-usd2isq2)---(2)]]>

可以得到VSC-HVDC系统在dq坐标系下的数学模型为：

Ldisd1dt=usd1-urd+ωLisq1-Risd1Ldisq1dt=usq1-urq-ωLisd1-Risq1---(3)]]>

Ldisd2dt=uid-usd2+ωLisq2-Risd2Ldisq2dt=uiq-usq2-ωLisd2-Risq2---(4)]]>

式中，u_sd1、u_sq1、i_sd1、i_sq1和u_sd2、u_sq2、i_sd2、i_sq2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；u_rd、u_rq和u_id、u_iq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。