[发明专利]一种基于ziegler-nichols方法的柔性直流输电控制策略

权利要求书

1.一种基于ziegler-nichols方法的柔性直流输电控制策略，其特征在于，具体包括如下步骤：

步骤一：采用具有减少电流测量传感器的系统模型：基于背靠背柔性直流输电的18脉波电压源换流器系统，用两个传感器测量三相电流；用基尔霍夫电流定律来测量三相电流，由公式计算可得：

I_A＝-(I_B+I_C) (1)

其中I_A，I_B，I_C分别是A，B，C三相电流；

步骤二：系统采用电流双环控制方法：

柔性直流输电系统采用的电流双环控制方法；控制方案包括电压控制器、参考电流控制器、脉冲宽度调制电流发生器控制方案；

电压控制器控制方案：

电压控制器是比例积分控制器，它密切控制电压误差v_e，并产生控制信号以使电压误差最小化；如果在第k个瞬间，是参考的直流链路电压，v_dc是实际测得的直流链路电压，则电压误差估计为，

V_e(k)＝V^*_dc(k)-V_dc(k) (2)

在第k时刻，电压控制器的输出是控制信号(I_com)，测量为，

I_com(k)＝I_com(k-1)+k_pv{V_e(k)-V_e(k-1)}+k_ivV_e(k) (3)

其中k_pv和k_iv分别是电压控制器的比例增益和积分增益；

参考电流控制器控制方案：

将控制信号与三相输入电压相乘，产生三相参考电流；三相输入电压为，

v_SA＝V_A/V_LL (4)

v_SB＝V_B/V_LL (5)

v_SC＝V_C/V_LL (6)

式中，v_LL是交流线电压，V_A、V_B、V_C分别是交流网侧三相电压，V_SA、V_SB、V_SC分别是逆变侧三相交流电压，计算为，

当V_A，V_B，V_C为二相电压时，参考电流估计为，

I^*_A＝I_com*v_SA (8)

I^*_B＝I_com*v_SB (9)

I^*_C＝I_com*v_SC (10)

将参考电流与实际测得的三相电流相减从而产生电流误差，

Δi_a＝(I^*_A-I_A) (11)

Δ_ib＝(I^*_B-I_B) (12)

Δi_c＝(I^*_C-I_C) (13)

Δi_a，Δi_b，Δi_c分别为相电流误差；

脉冲宽度调制电流发生器控制方案：

用增益k放大电流误差，并与固定频率的载波波形m(t)进行比较；它产生多脉冲VSC的开关序列；开关序列是根据下面给出的逻辑生成的，

If kΔi_a＞m(t)then S_upper＝1 or S_lower＝0 (14)

If kΔi_a≤m(t)then S_upper＝0 or S_lower＝1 (15)

其中“1”和“0”表示开关的“开”和“关”位置，而S_upper和S_lowerA相的上下开关；相应的逻辑被用来产生B相和C相的开关脉冲；

步骤三：采用Ziegler-Nichols方法整定电流内环，电压外环的PI参数；

步骤四：设计控制器增益，对系统进行MATLAB仿真。