[发明专利]海上风场柔直系统送端MMC滑模变结构控制方法

权利要求书

1.海上风场柔性直流输电系统送端MMC滑模变结构控制方法，其特征在于，实现所述送端MMC滑模变结构控制方法的系统包括采样模块、坐标变换模块、电压外环控制器、滑模变结构控制器、内部环流控制器、桥臂电压计算模块和调制模块，且不包括PARK变换模块；

所述采样模块中，包括：

电压采样模块，对柔性直流输电系统送端交流电网三相电压U_gabc进行采样；

电流采样模块，对柔性直流输电系统送端交流电网三相电流I_gabc，MMC内部环流I_cabc进行采样；

所述坐标变换模块中，包括：

Clark变换模块，对送端MMC电网侧三相电压U_gabc和三相电流I_gabc进行Clark变换，得到两相静止坐标系下对应的电压矢量U_gαβ和电流矢量I_gαβ；

Clark反变换模块，对参考差模电压U_difαβ进行Clark反变换，得到三相坐标系中的参考差模电压U_difabc；

所述电压外环控制器对α、β轴电压U_gαβ通过谐振控制器进行控制，两个α、β轴的谐振控制器的输出分别作为α、β轴电流I_gαβ的参考值I_gαβref；其中，U_gαβ为α、β轴电压分量u_gα和u_gβ的矢量表达形式，I_gαβref为α、β轴电流分量i_gαref和i_gβref的矢量表达形式；

所述滑模变结构控制器对α、β轴电流I_gαβ进行控制，使其跟随电流参考值I_gαβref；在滑模变结构控制器中，采用以下方法对α、β轴电流I_gαβ进行控制，所述滑模变结构控制器的输出作为送端MMC的参考差模电压U_difαβ：

其中，K_α和K_β分别为α、β轴滑模面的积分系数，K_αs和K_βs分别为α、β轴改进符号函数的系数，S_α和S_β分别为α、β轴滑模面，其表达式如下：

rsgn(S_α)和rsgn(S_α)为改进符号函数，其表达式如下：

其中，λ_j为改进符号函数的缓冲临界值；

所述内部环流控制器将MMC内部环流I_cabc作为反馈值，在静止坐标系下即可实现控制；内部环流控制器的输出作为送端MMC参考共模电压U_comabc；

所述桥臂电压计算模块利用参考差模电压U_difabc和参考共模电压U_comabc，经过计算得到送端MMC上、下桥臂的参考电压U_prefabc与U_nrefabc；

所述调制模块，根据送端MMC上、下桥臂的参考电压U_prefabc与U_nrefabc，实现对送端MMC的控制。

2.根据权利要求1所述的海上风场柔性直流输电系统送端MMC滑模变结构控制方法，其特征在于：在电压外环控制器中，采用以下方法实现对α、β轴电压U_gαβ的控制，电压外环控制器的输出作为电流参考值I_gαβref：

其中，F_R50(s)为谐振频率为±50Hz的谐振控制器的传递函数，k_r为谐振控制器的增益系数，ω_cr为截止频率，电压参考值U_gαβref给定如下：

其中，|U_g|为参考电压幅值，θ为参考电压相位。