[发明专利]一种MMC-HVDC控制系统及方法

权利要求书

1.一种MMC-HVDC控制系统，其特征在于，包括控制模块、5G通讯模块、云计算模块、执行模块；

所述控制模块包括FPGA控制主板、触摸屏；所述FPGA控制主板包括FPGA核心模块、USB通信模块；所述USB通信模块一端连接FPGA核心模块，另一端连接触摸屏；

所述云计算模块包括云计算平台模块和监控端模块；所述云计算平台模块采用公共云作为计算平台，与FPGA控制主板通过5G通讯模块交换数据，内含应用软件模块和数据库模块；所述应用软件模块具有系统模型辨识、控制器参数优化、系统故障诊断、系统监控功能；所述数据库模块负责系统数据的分散存储和管理；所述监控端模块采用浏览器/服务器，即B/S模式，通过公共互联网与云计算平台交换数据，通过调用云计算平台中应用软件的系统监控功能实现系统的远程监控；

所述执行模块包括模数转换A/D模块、数模转换D/A模块、电流反馈模块、电压反馈模块、MMC电路模块、最近电平调制模块、子模块电容电压调制模块；所述模数转换A/D模块的输出端通过5G通讯模块连接FPGA核心模块，输入端分别连接电压反馈模块和电流反馈模块，所述电压反馈模块和电流反馈模块分别由电压互感器和电流互感器组成，其输入端分别连接所述MMC电路模块的输出端；所述数模转换D/A模块输入端通过5G通讯模块连接FPGA核心模块，输出端连接最近电平调制模块的输入端，所述子模块电容电压调制模块的输入端连接最近电平调制模块的输出端，子模块电容电压调制模块的输出端连接至MMC电路模块的输入端。

2.根据权利要求1所述的一种MMC-HVDC控制系统，其特征在于，所述5G通讯模块包括5G发送模块和5G接收模块；所述5G发送模块和5G接收模块通过5G网络进行信息收发。

3.一种MMC-HVDC控制方法，通过权利要求1所述的一种MMC-HVDC控制系统实现，其特征在于，包含以下步骤：

步骤1：MMC-HVDC系统运行后，经过初始化和自检无误后，根据MMC换流器的运行模式通过触摸屏选择MMC控制策略，设定控制参数；

所述MMC控制策略包括直流电压与无功功率控制策略，以及有功功率与无功功率控制策略，根据选择的控制策略给定直流电压、有功功率以及无功功率的设定值；

步骤2：所述直流电压与无功功率控制策略采用内、外环型式的双环控制，通过设计外环控制器以及区间滑模内环电流控制器实现；其中外环控制器包括外环直流电压控制器与外环无功功率控制器，通过外环直流电压控制器、外环无功功率控制器计算出内环电流的参考值；

所述有功功率与无功功率控制策略采用内、外环型式的双环控制，通过设计外环控制器以及区间滑模内环电流控制器实现；其中外环控制器包括外环有功功率控制器与外环无功功率控制器，输出给定有功功率和无功功率的内环电流参考值，分别采用以控制有功功率和无功功率为目的的PI控制器，即外环有功功率PI控制器及外环无功功率PI控制器，通过PI控制器输出相应的内环电流参考值，从而实现稳定直流系统电压并控制无功功率潮流；

步骤3：在MMC运行过程中采用区间滑模控制算法设计内环电流控制器，计算出用于最近电平调制的滑模控制量；

步骤4：将控制器中所有MMC相关数据全部传送到云计算平台中，显示MMC的运行状态，持续对MMC进行控制，从而完成整个MMC-HVDC控制。