[发明专利]VSC‑HVDC输电系统的稳定控制方法

权利要求书

1.一种VSC-HVDC输电系统的稳定控制方法，适用于VSC-HVDC输电系统中整流站变换器的控制，其特征在于，包括以下步骤：

1)在每个采样周期的起始点，控制器启动A/D转换器，对整流站变换器的直流输出电流i_dcr、直流侧输出电压v_dcr、三相并网电流i_a、i_b、i_c和三相电网电压v_a、v_b、v_c分别进行采样，所有采样数据经A/D转换器转换后，通过并行接口送给控制器进行处理；

2)控制器将步骤1)所采集得到的三相电网电压v_a、v_b、v_c送入锁相环，得到三相电网电压的相位角结合相位角对三相电网电压v_a、v_b、v_c和三相并网电流i_a、i_b、i_c进行abc/dq坐标旋转变换，得到dq坐标系下三相电网电压的d轴和q轴分量v_d、v_q和三相并网电流的d轴和q轴分量i_d、i_q；

3)直流输出电流i_dcr经虚拟阻感性阻抗稳定控制，得到直流侧电压外环的参考指令

4)将直流侧电压外环的参考指令和直直流侧输出电压v_dcr相减得到误差值e_v，将e_v送入PI控制器，PI控制器的输出经限幅后，获得电压外环控制的电流幅值指令I_v^*；

5)通过输出电流前馈控制，计算输出电流前馈控制的电流幅值指令

6)将电压外环控制的电流幅值指令I_v^*和输出电流前馈控制的电流幅值指令I_ff^*相加合成并网电流q轴分量幅值指令并令并网电流d轴分量幅值指令为零；

7)将并网电流q轴分量幅值指令d轴分量幅值指令分别与并网电流i_q、i_d相减得到差值e_iq、e_id，通过前馈解耦控制，得到dq坐标系下SPWM调制信号的d轴和q轴分量D_q、D_d；

8)对dq坐标系下的SPWM调制信号D_q、D_d进行dq/abc坐标旋转变换，得到abc坐标系下的SPWM调制波D_a、D_b、D_c；

9)对SPWM调制波D_a、D_b、D_c和三角载波进行双极性调制，得出整流站变换器开关管的占空比信号，经整流站变换器的驱动电路，控制整流站变换器开关管的开通与关断。

2.根据权利要求1所述的VSC-HVDC输电系统的稳定控制方法，其特征在于，步骤3)中，虚拟阻感性阻抗稳定控制的控制方程为：其中，V_dcn为整流站变换器的直流侧空载电压值；R_v为虚拟电阻值；L_v为虚拟电感值。

3.根据权利要求2所述的VSC-HVDC输电系统的稳定控制方法，其特征在于，R_v取值范围为0.05Ω≤R_v≤5Ω，L_v取值范围为0.1mH≤L_v≤20mH。

4.根据权利要求1所述的VSC-HVDC输电系统的稳定控制方法，其特征在于，步骤4)中，PI控制器的传递函数G_v(s)表达式为：G_v(s)＝k_vp+k_vi/s；其中，k_vp是PI控制器的比例系数，k_vi是PI控制器的积分系数，s为复频率。