[发明专利]真双极柔性直流输电系统虚拟同步机协调控制方法

权利要求书

1.一种真双极柔性直流输电系统虚拟同步机协调控制方法，其特征在于，实现所述方法采用的控制系统包括：虚拟机械模块、虚拟励磁模块、正极采样模块和负极采样模块、正极坐标变换模块和负极坐标变换模块、正极功率计算模块和负极功率计算模块、正极电压控制器和负极电压控制器、正极电流控制器和负极电流控制器、正极内部环流控制器和负极内部环流控制器、正极桥臂电压计算模块和负极桥臂电压计算模块、正极调制模块和负极调制模块；

所述虚拟机械模块，通过模拟同步发电机的机械方程，实现对于正、负极总有功功率的控制，所述虚拟机械模块的输出作为真双极柔性直流输电系统的参考相位θ_r；

所述虚拟励磁模块，通过模拟同步发电机的励磁方程，实现对于正、负极总无功功率的控制，所述虚拟励磁模块的输出作为真双极柔性直流输电系统的d轴电压参考值U_gdref；

所述正极采样模块包括正极电压采样模块和正极电流采样模块，负极采样模块包括负极电压采样模块和负极电流采样模块；

正极电压采样模块和负极电压采样模块，对MMC交流电网三相电压U_gabc进行采样；

正极电流采样模块和负极电流采样模块，分别对正极和负极MMC交流电网三相电流I_gabc1和I_gabc2，正极和负极MMC内部环流I_cabc1和I_cabc2进行采样；

所述正极坐标变换模块包括正极Park变换模块和正极Park反变换模块，负极坐标变换模块包括负极Park变换模块和负极Park反变换模块；

正极Park变换模块和负极Park变换模块，对MMC交流电网三相电压U_gabc及正极和负极MMC交流电网三相电流I_gabc1和I_gabc2进行Park变换，得到同步旋转d-q坐标系下对应的电压矢量U_gdq和电流矢量I_gdq1和I_gdq2，Park变换采用的角度为参考相位θ_r；

正极Park反变换模块和负极Park反变换模块，分别对正极和负极参考差模电压U_difdq1和U_difdq2进行Park反变换，得到正极和负极静止三相坐标系中的参考差模电压U_difabc1和U_difabc2，Park反变换采用的角度为参考相位θ_r；

所述正极功率计算模块和负极功率计算模块，分别根据MMC交流电网三相电压U_gabc及正极和负极MMC交流电网三相电流I_gabc1和I_gabc2，计算得到正极和负极有功功率P_g1和P_g2及正极和负极无功功率Q_g1和Q_g2；

所述正极电压控制器和负极电压控制器对d、q轴电压U_gdq通过PI控制器进行控制，使其分别跟随给定的参考值U_gdref及U_gqref，其中，U_gqref设置为0，所述正极电压控制器和负极电压控制器的输出经过限幅环节后，分别作为正极d、q轴电流的参考值I_gdref1和I_gqref1，和负极d、q轴电流的参考值I_gdref2和I_gqref2；

所述正极电流控制器和负极电流控制器分别对正极和负极d、q轴电流I_gdq1和I_gdq2采用PI控制器进行控制，使其跟随正极电压控制器和负极电压控制器输出的参考值，所述正极电流控制器和负极电流控制器的输出作为正极和负极MMC参考差模电压U_difdq1和U_difdq2；

所述正极内部环流控制器和负极内部环流控制器分别对正极和负极MMC内部环流I_cabc1和I_cabc2采用谐振控制器进行控制，在静止坐标系下即可实现；正极内部环流控制器和负极内部环流控制器的输出分别作为正极和负极MMC参考共模电压U_comabc1和U_comabc2；

所述正极桥臂电压计算模块和负极桥臂电压计算模块分别利用正极参考差模电压和负极参考差模电压U_difabc1和U_difabc2及正极参考共模电压和负极参考共模电压U_comabc1和U_comabc2，经过计算得到正极和负极MMC上桥臂的参考电压U_prefabc1与U_prefabc2及正极和负极MMC下桥臂的参考电压U_nrefabc1与U_nrefabc2；

所述正极调制模块和负极调制模块，分别根据正极和负极MMC上桥臂的参考电压U_prefabc1与U_prefabc2及正极和负极MMC下桥臂的参考电压U_nrefabc1与U_nrefabc2，实现对正极和负极MMC的控制。