[发明专利]交直流混合配电网枢纽变换器交直流互济控制装置和方法

权利要求书

1.交直流混合配电网枢纽变换器交直流互济控制装置，包括功率控制外环和电压电流双环，其特征在于，

所述功率控制外环包括直流电压环、交流有功环及交流无功环，交流有功环及交流无功环基于虚拟同步机控制为电网提供频率响应惯性特性，直流电压环通过直流电压下垂获得直流功率指令，同时将其前馈至电压环的电压内环d轴和交流有功环中；

所述功率控制外环中的交流有功环生成参考电压的相角部分，交流无功环生成参考电压的幅值部分，相角部分和幅值部分共同组成三相参考电压；三相参考电压通过电压电流双环，使得交直流混合配电网枢纽变换器输出电压跟踪参考电压；

所述电压电流双环，包括电压环和电流环，电压环采用dq解耦的控制方式生成dq轴参考电流，再通过dq反变换得到三相电流参考值，电流环采用无差拍的控制使三相电流实时跟踪电流参考值，以实现对输出电压的跟踪。

2.根据权利要求1所述的交直流混合配电网枢纽变换器交直流互济控制方法，其特征在于，

交直流混合配电网枢纽变换器的拓扑结构为MMC，MMC输出电压与输出电流的关系离散化后得到的关系式如下：

其中，n为离散化变量，u_oa、u_ob、u_oc为MMC等效输出三相电压，u_a、u_b、u_c为MMC三相端电压，L₁为MMC等效电抗，i_oa为MMC输出三相电流，T_s为控制周期。

3.根据权利要求2所述的交直流混合配电网枢纽变换器交直流互济控制方法，其特征在于，

用目标参考输出电流参考值代替下一时刻电流值，并加入无差拍系数即可得到电流环的无差拍的关系式如下：

k_c＝k_deadL₁/T_s

其中，k_c为电流环系数，k_dead为无差拍系数。

4.根据权利要求3所述的交直流混合配电网枢纽变换器交直流互济控制方法，其特征在于，

所述k_dead的取值范围为0至1。

5.根据权利要求1所述的交直流混合配电网枢纽变换器交直流互济控制方法，其特征在于，

交直流互济控制系统侧电压u_sd、u_sq在dq变换后的关系式如下：

其中，u_d、u_q为dq坐标系下MMC端电压，u_sd、u_sq为dq坐标系下系统侧电压，i_od、i_oq为dq坐标系下输出电流，L₂为系统等效电抗，ω为采样电压的角频率。

6.根据权利要求1所述的交直流混合配电网枢纽变换器交直流互济控制方法，其特征在于，

对电压环存在前馈耦合项进行dq解耦控制，解耦的目标式为：

其中，f_c(s)为电流环传递函数，s为拉斯变换中的变量算子，L₂为系统等效电抗，ω为采样电压的角频率，u_d1、u_q1为dq轴电压偏移控制量，u_pid、u_piq为dq轴MMC端电压与目标值电压偏差的pi输出值。