[发明专利]基于模糊逻辑PI控制器的柔性多状态开关控制方法及系统

权利要求书

1.一种基于模糊逻辑PI控制器的柔性多状态开关控制方法,其特征在于，包括：

确定系统处于稳态、直流侧电压恒定时三端柔性多状态开关的输入和输出功率；

根据三端柔性多状态开关的输入和输出功率对VSC1、VSC3侧外环采用有功功率、无功功率控制得到二者的参考预估电流值，然后将二者的参考预估电流值分别叠加电流修正量得到各自输出电流参考值；对VSC2侧外环采用定直流电压控制，使用PI控制器得到其输出电流参考值；

对VSC1、VSC2、VSC3三侧内环均采用模糊逻辑PI控制器对实测的输出电流和输出电流参考值进行计算得到输出参考电压，再将输出参考电压通过SPWM变换得到变流器门极触发信号。

2.根据权利要求1所述的一种基于模糊逻辑PI控制器的柔性多状态开关控制方法，其特征在于：所述确定系统处于稳态、直流侧电压恒定时三端柔性多状态开关的输入和输出功率具体为：

将三相静止abc坐标系下的动态微分方程表示为：

其中，R为变流器侧等效阻抗，L为变流器侧电感，i_kj为交流系统的相电流，E_kj为交流系统的相电压，m_kj为三相桥臂开关函数，U_dc为直流侧电压；

直流侧电压动态方程表示为：

其中，C为直流侧电容，i_dcj为变流器直流侧流入或流出电流；

将式(1)和式(2)进行dq转换得到式(3)和式(4)如下所示：

其中，i_dj和i_qj分别为电流在旋转dq坐标系的轴分量，ω_j为三端交流系统的相电压角频率，m_dj和m_qj分别为三侧变流器的开关调制函数在旋转dq坐标系的轴分量，E_dj和E_qj分别为电压矢量在旋转dq坐标系的轴分量；

忽略变流器开关损耗，根据式(3)、(4)在系统处于稳态、直流侧电压Udc恒定时，柔性多状态开关三侧输入或输出功率为：

其中，P_j为三侧输入或输出有功功率，Q_j为三侧输入或输出无功功率。

3.根据权利要求2所述的一种基于模糊逻辑PI控制器的柔性多状态开关控制方法，其特征在于：对VSC1、VSC3侧外环采用有功功率、无功功率控制得到二者的参考预估电流值，然后将二者的参考预估电流值分别叠加电流修正量得到各自输出电流参考值具体为：

对VSC1、VSC3侧外环采用有功功率、无功功率控制，通过式(5)变换得到稳态逆模型如式(6)所示：

其中，i_d’、i_q’分别为参考预估电流值的d、q轴分量；P_ref、Q_ref分别为变流器输出有功功率参考值和无功功率参考值；

将i_d’、i_q’分别叠加d轴电流修正量Δi_d和q轴电流修正量Δi_q得到输出电流参考值i_dref和i_qref。

4.根据权利要求3所述的一种基于模糊逻辑PI控制器的柔性多状态开关控制方法，其特征在于：所述d轴电流修正量Δi_d通过变流器输出有功功率实际值P和参考值P_ref的误差经过PI控制器计算得到；q轴电流修正量由变流器输出无功功率实际值Q无功功率参考值Q_ref的误差经过PI控制器计算得到。