[发明专利]数字变电站中电子式变压器自适应控制与校正方法

权利要求书

1.一种数字变电站中电子式变压器自适应控制与校正方法，其特征在于：包括MMC基本控制策略、电压补偿控制策略以及电子变压器数据校正方法；

其中，MMC基本控制包括MCC电压外环控制和MCC电流内环控制。

2.根据权利要求1所述的数字变电站中电子式变压器自适应控制与校正方法，其特征在于：所述MMC基本控制策略如下：桥臂间电容电压控制部分输出量与变换器的输出电流i_L相加，再将结果的1/2作为电流指令信号；随后与电容总电压平衡控制的输出信号相加，最终分别得到上、下桥臂对应电流参考信号i_1ref、i_2ref，作为电流内环控制器的输入；参考信号分别与上、下桥臂电流i₁、i₂做差比较之后，经过比例控制器P，得到电流内环控制器的输出信号di_1ref、d_2ref，再与对应桥臂的PWM静态占空比D₁、D₂相加之后得到对应桥臂的公共占空比信号d₁、d₂。

3.根据权利要求2所述的数字变电站中电子式变压器自适应控制与校正方法，其特征在于：MCC电压外环控制采用多重控制，具体包括电容总电压平衡控制、桥臂间电容电压均衡控制与低频纹波抑制以及子模块电容电压均衡控制。

4.根据权利要求3所述的数字变电站中电子式变压器自适应控制与校正方法，其特征在于：所述电容总电压平衡控制通过控制输入到变换器的总有功功率，，以实现变换器桥臂中所有子模块的电容总电压平衡控制。

5.根据权利要求3所述的数字变电站中电子式变压器自适应控制与校正方法，其特征在于：所述桥臂间电容电压控制通过调整桥臂之间的有功功率分配，以实现每一组上、下桥臂中子模块的电容电压均衡控制。

6.根据权利要求5所述的数字变电站中电子式变压器自适应控制与校正方法，其特征在于：在桥臂间电容电压均衡控制中，低通滤波器保留输出的二倍频纹波电压，并与直流分量共同参与反馈控制；然后经过PR控制器与PI控制器形成的复合控制器，在实现桥臂间电容电压均衡控制的同时，实现所述低频纹波抑制。

7.根据权利要求3所述的数字变电站中电子式变压器自适应控制与校正方法，其特征在于：所述子模块电容电压均衡控制通过调整每个桥臂内子模块的输出电压，以实现每个桥臂内子模块的电容电压均衡控制。

8.根据权利要求1所述的数字变电站中电子式变压器自适应控制与校正方法，其特征在于：当电网电压发生故障时，采用所述电压补偿控制策略进行电压补偿，以提高电网电能质量；

电压补偿控制包括电压检测及补偿电压计算和电压/电流双环控制；当发生电压跌落故障时，将三相电压由三相静止坐标系转换到两相旋转坐标系后分离出直流分量，利用已分离出的直流分量计算补偿电压幅值以及相位角，再与电网正序基波电压有效值及相位角相比较，得到补偿电压；利用补偿电压作为参考值，通过电压/电流双环控制得到控制信号，双环控制中电压环采用PR控制器，电流环采用P控制器，将电压/电流双环控制得到控制信号与MMC基本控制信号结合，通过PWM调制生成功率器件的开关信号，以实现对电压跌落故障的治理。

9.根据权利要求1所述的数字变电站中电子式变压器自适应控制与校正方法，其特征在于：所述电子变压器数据校正方法采用改进传统离散傅里叶变换算法完成对电子式变压器采样数据的有效提取；电子式变压器中使用了大量电力电子器件，基频主谱线易受到高次谐波、谱间干扰的影响，因此采用快速傅里叶变换与窗函数相结合的方法校正主频谱，以减少电子式变压器采样数据中幅值与相位的误差。

10.根据权利要求9所述的数字变电站中电子式变压器自适应控制与校正方法，其特征在于：利用MATLAB/Simulink构建仿真模型，通过在电子式变压器一次侧和二次侧引入扰动，对电子式变压器自适应控制与校正方法的动态性能、电能质量和采样准确率进行评估。