[发明专利]用于故障电流控制的柔直系统高频振荡控制方法及系统

权利要求书

1.一种用于故障电流控制的柔直系统高频振荡控制方法，其特征在于，包括：

步骤1、采用电压信号生成环节得到d轴电压第二参考信号

步骤2、采用电流偏差控制环节得到第三电流偏差信号

步骤3、根据d轴电压第二参考信号第三电流偏差信号以及预先获取的柔直换流站的接入点处的电压目标值u_ref，计算得到d轴电压第三参考信号

步骤4、将电压第三参考信号进行abc/dq变换处理，得到柔直变流器的三相参考电压，实现柔直系统高频振荡控制；

所述步骤1中，电压信号生成环节包括以下步骤：

步骤1.1、根据预先获取柔直换流站的接入点处的三相电压信号，计算得到柔直变流器接入点电压有效值u_rms；

步骤1.2、根据预先获取的柔直换流站的接入点处的电压目标值u_ref和接入点电压有效值u_rms，经过高频振荡控制环节处理后得到d轴电压第二参考信号

所述步骤1.1中，电压有效值u_rms的计算方法为：

式中，为电压有效值计算输入值，v_ab、v_bc、v_ca分别为a相电压信号v_a与b相电压信号v_b相减后的差值、b相电压信号v_b与c相电压信号v_c相减后的差值、c相电压信号v_c与a相电压信号v_a相减后的差值；T₁为基波周期，t为时间变量；u为电压积分变量；

所述步骤1.2中，将预先获取的柔直换流站的接入点处的电压目标值u_ref与接入点电压有效值u_rms作差，得到d轴电压第一参考信号将d轴电压第一参考信号u经过高频振荡控制环节G(x)处理后，得到d轴电压第二参考信号

所述高频振荡控制环节的方程为：

其中，y(t)、x(t)分别为高频振荡控制环节G(x)函数的输入、输出；n表示高频振荡控制系数；表示向下取整，表示向上取整；N+表示正整数集；

所述步骤2中，电流偏差控制环节中，若接入点d轴电流i_d小于d轴电流偏差第一信号时，电流偏差第三信号为0；当接入点d轴电流i_d大于d轴电流偏差第一信号时，电流偏差第三信号为：

式中，G_i(s)为电流偏差控制PI控制器的传递函数，K_p为比例增益系数，T_i为积分增益时间常数；为电流限幅常数；s为拉普拉斯算子；

所述步骤3中，d轴电压第三参考信号的计算公式为：

2.如权利要求1所述控制方法，其特征在于，所述步骤4中，abc/dq变换为：

式中，θ_s为柔直控制器以基波频率f_s生成的相角，其中t为时间常数；分别为柔直变流器a相参考电压、b相参考电压、c相参考电压；u_q为q轴电压参考信号取值。

3.一种用于故障电流控制的柔直系统高频振荡控制系统，其特征在于，包括：电压信号生成模块、电流偏差控制模块、电压第三参考信号计算模块和abc/dq变换模块；

所述电压信号生成模块，采用电压信号生成环节得到d轴电压第二参考信号

所述电流偏差控制模块，采用电流偏差控制环节得到第三电流偏差信号

所述电压第三参考信号计算模块，根据d轴电压第二参考信号第三电流偏差信号以及预先获取的柔直换流站的接入点处的电压目标值u_ref，计算得到d轴电压第三参考信号

所述abc/dq变换模块，将电压第三参考信号进行abc/dq变换处理，得到柔直变流器的三相参考电压，实现柔直系统高频振荡控制；

所述电压信号生成模块中，包括电压有效值计算模块和高频振荡控制模块；

所述电压有效值计算模块，根据预先获取柔直换流站的接入点处的三相电压信号，计算得到柔直变流器接入点电压有效值u_rms；

所述高频振荡控制模块，根据预先获取的柔直换流站的接入点处的电压目标值u_ref和接入点电压有效值u_rms，经过高频振荡控制环节处理后得到d轴电压第二参考信号

所述电压有效值计算模块中，电压有效值u_rms的计算方法为：

式中，为电压有效值计算输入值，v_ab、v_bc、v_ca分别为a相电压信号v_a与b相电压信号v_b相减后的差值、b相电压信号v_b与c相电压信号v_c相减后的差值、c相电压信号v_c与a相电压信号v_a相减后的差值；T₁为基波周期，t为时间变量；u为电压积分变量；

所述高频振荡控制模块中，将预先获取的柔直换流站的接入点处的电压目标值u_ref与接入点电压有效值u_rms作差，得到d轴电压第一参考信号将d轴电压第一参考信号经过高频振荡控制环节G(x)处理后，得到d轴电压第二参考信号

所述高频振荡控制环节的方程为：

其中，y(t)、x(t)分别为高频振荡控制环节G(x)函数的输入、输出；n表示高频振荡控制系数；表示向下取整，表示向上取整；N+表示正整数集；

所述电流偏差控制模块中，电流偏差控制环节中，若接入点d轴电流id小于d轴电流偏差第一信号时，电流偏差第三信号为0；当接入点d轴电流id大于d轴电流偏差第一信号时，电流偏差第三信号为：

式中，G_i(s)为电流偏差控制PI控制器的传递函数，K_p为比例增益系数，T_i为积分增益时间常数；为电流限幅常数；s为拉普拉斯算子；

所述电压第三参考信号计算模块中，d轴电压第三参考信号的计算公式为：