CN103050967A - 一种柔性直流输电***自抗扰控制方法 - Google Patents

一种柔性直流输电***自抗扰控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103050967A
CN103050967A CN2013100033706A CN201310003370A CN103050967A CN 103050967 A CN103050967 A CN 103050967A CN 2013100033706 A CN2013100033706 A CN 2013100033706A CN 201310003370 A CN201310003370 A CN 201310003370A CN 103050967 A CN103050967 A CN 103050967A
Authority
CN
China
Prior art keywords
power transmission
control
voltage
disturbance
inverter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2013100033706A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103050967B (zh
Inventor
刘英培
栗然
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
North China Electric Power University
Original Assignee
North China Electric Power University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by North China Electric Power University filed Critical North China Electric Power University
Priority to CN201310003370.6A priority Critical patent/CN103050967B/zh
Publication of CN103050967A publication Critical patent/CN103050967A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103050967B publication Critical patent/CN103050967B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/60—Arrangements for transfer of electric power between AC networks or generators via a high voltage DC link [HVCD]

Landscapes

  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

一种柔性直流输电***自抗扰控制方法，其技术方案是，所述方法在柔性直流输电***的直流输电线路首端设置整流器控制器，对交流***侧的整流器进行定直流电压控制，直流输电线路尾端设置逆变器控制器，对逆变器进行定交流电压控制，逆变器定交流电压控制采用双闭环矢量控制策略，其中电压外环采用自抗扰控制器控制，内环为电流解耦控制，逆变器交流侧母线电压定向到d轴方向。本发明能够降低***开始响应时无源网络交流侧母线电压的超调量，提高了交流电压控制的精度和稳定性，所述方法能实时估计出***所受内外总扰动并及时进行前馈补偿，提高了***的抗干扰能力，能够满足非线性***的控制要求。

Description

一种柔性直流输电***自抗扰控制方法
技术领域
本发明涉及直流输电技术领域，特别涉及柔性直流输电***中的自抗扰控制方法。
背景技术
传统高压直流输电（HVDC）具有诸多交流输电无可比拟的优点，例如输送容量不受稳定性限制，可以实现非同步联网，线路基本不存在容性电流，不需要无功补偿等。但由于传统HVDC采用晶闸管作为换流器件，而晶闸管属于半控型器件，关断时需要交流侧提供反向电压，这就要求它所连接交流端必须为有源网络；同时HVDC在逆变运行时，容易发生换相失败等故障。
柔性直流输电即基于电压源型换流器的高压直流输电(VSC-HVDC)，是采用PWM技术和可关断型电力电子器件（如IGBT）的新型直流输电技术。它既可以实现有功功率和无功功率的独立控制，又能进行定交流电压和定直流电压控制。在潮流反转时，直流电流方向反转而直流电压极性不变，且换流器之间无需通信，有利于构成并联多端直流输电***。由于VSC为可关断器件，所以VSC-HVDC最显著的特点就是可以工作在无源逆变方式，即受端***可以是无源网络，这使得直流输电为远端孤立负荷供电成为可能。
向无源网络供电VSC-HVDC***逆变侧采用定交流电压控制，用以稳定负荷电压，提高供电电压质量。定交流电压控制策略通常采用基于PID调节器的双闭环矢量控制，外环为电压控制，内环为电流解耦控制。对于VSC-HVDC这样一个多变量、强耦合、非线性的***，PID调节器难以满足实际***在不同工况下的要求，主要存在以下缺点：
（1）闭环***的动态性能对PID参数的变化非常敏感。所以，当被控对象所处的环境发生变化时，PID参数就需要作相应调整。
（2）由于PID控制直接把给定信号与被控对象实际输出之间的误差作为要补偿的信号，这样常常导致在开始运行时PID控制器输出的控制量                                                过大，使得被控对象实际输出信号出现超调。
（3）PID控制是一种线性组合，很难满足实际工程中非线性***对高性能控制的要求。
（4）当***受到随机扰动作用时，PID控制并不能达到明显的控制效果。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术之弊端，提供一种柔性直流输电***自抗扰控制方法，以满足实际***在不同工况下的控制要求。
本发明所述问题是以下述技术方案实现的：
一种柔性直流输电***自抗扰控制方法，所述方法在柔性直流输电***的直流输电线路首端设置整流器控制器，对交流***侧的整流器进行定直流电压控制，直流输电线路末端设置逆变器控制器，对逆变器进行定交流电压控制，所述逆变器定交流电压控制采用双闭环矢量控制策略，其中电压外环采用自抗扰控制器（ADRC）控制，内环为电流解耦控制。
上述柔性直流输电***自抗扰控制方法，将逆变器交流侧母线电压定向到d轴方向，则此时
Figure 34774DEST_PATH_IMAGE002
；
所述逆变器定交流电压ADRC控制的具体步骤如下：
a. 电压有效值计算模块实时计算逆变器交流侧母线电压有效值
Figure 2013100033706100002DEST_PATH_IMAGE003
，同时给定交流母线电压参考值
Figure 531615DEST_PATH_IMAGE004
；
b.将
Figure 306673DEST_PATH_IMAGE003
和输入ADRC控制器，ADRC控制器输出d轴交流电流参考值
Figure 2013100033706100002DEST_PATH_IMAGE005
；
c.给定逆变器交流侧母线电压q轴分量，将三相交流电压实际值进行3s/2r坐标变换，得到其q轴分量
Figure 2013100033706100002DEST_PATH_IMAGE007
，进而得到交流电压q轴分量的误差信号；
d.将交流电压q轴分量的误差信号输入PI调节器，PI调节器输出q轴交流电流参考值；
e.将和
Figure 217997DEST_PATH_IMAGE009
输入内环电流解耦控制器，得到d轴交流电压参考值
Figure 605116DEST_PATH_IMAGE010
和q轴交流电压参考值
Figure 2013100033706100002DEST_PATH_IMAGE011
；
f.
Figure 568393DEST_PATH_IMAGE010
和经过两相旋转坐标系到两相静止坐标系的坐标变换（2r/2s），得到两相静止坐标系（
Figure 318360DEST_PATH_IMAGE012
坐标系）下的d轴交流电压参考值
Figure 2013100033706100002DEST_PATH_IMAGE013
和q轴交流电压参考值；
g.采用电压空间矢量调制（SVPWM）方法对
Figure 569530DEST_PATH_IMAGE013
和
Figure 173686DEST_PATH_IMAGE014
进行处理，所得到的6路PWM信号分别控制逆变器的6个IGBT运行。
上述柔性直流输电***自抗扰控制方法，所述ADRC控制器中，跟踪－微分器TD的输入信号为给定交流母线电压参考值
Figure 141642DEST_PATH_IMAGE004
，输出信号为
Figure 706616DEST_PATH_IMAGE004
的跟踪信号
Figure 2013100033706100002DEST_PATH_IMAGE015
，设计的TD数学模型如下： 
Figure 11695DEST_PATH_IMAGE016
，
其中，
Figure 2013100033706100002DEST_PATH_IMAGE017
 ，
Figure 939200DEST_PATH_IMAGE018
为速度因子，决定跟踪的速度；
Figure 2013100033706100002DEST_PATH_IMAGE019
为滤波因子，对噪声起滤波作用。
上述柔性直流输电***自抗扰控制方法，所述ADRC控制器中，扩张状态观测器ESO的输入信号为实际交流电压有效值
Figure 546899DEST_PATH_IMAGE003
和控制量
Figure 130327DEST_PATH_IMAGE020
，设计的ESO数学模型如下： 
Figure 2013100033706100002DEST_PATH_IMAGE021
，
其中，
Figure 2013100033706100002DEST_PATH_IMAGE023
、为滤波因子；
Figure 2013100033706100002DEST_PATH_IMAGE025
、
Figure 799708DEST_PATH_IMAGE026
为线性区间的宽度； 
Figure 2013100033706100002DEST_PATH_IMAGE027
为实际交流电压有效值
Figure 463908DEST_PATH_IMAGE003
的跟踪值；
Figure 986156DEST_PATH_IMAGE028
为***所受内外总扰动的估计值；
Figure 2013100033706100002DEST_PATH_IMAGE029
、K1、K2为系数。
上述柔性直流输电***自抗扰控制方法，所述ADRC控制器根据给定交流电压的跟踪信号
Figure 900072DEST_PATH_IMAGE015
和实际交流电压有效值的跟踪信号
Figure 661354DEST_PATH_IMAGE027
得到状态误差
Figure 111927DEST_PATH_IMAGE030
，设计的非线性状态误差反馈（NLSEF）数学模型如下：
Figure 2013100033706100002DEST_PATH_IMAGE031
 ，
其中
Figure 275055DEST_PATH_IMAGE032
为初始控制量；为滤波因子；
Figure 520092DEST_PATH_IMAGE034
为线性区间的宽度；K3为系数。
上述柔性直流输电***自抗扰控制方法，为了实现***的自抗扰功能，根据ADRC控制器的ESO实时估计出的***所受内外总扰动
Figure 34250DEST_PATH_IMAGE028
进行扰动前馈补偿，得到最终控制量
Figure 429459DEST_PATH_IMAGE020
，扰动前馈补偿信号的表达式如下：
Figure 2013100033706100002DEST_PATH_IMAGE035
 。
本发明能够根据***的承受能力合理地为给定交流电压值安排过渡过程，得到给定交流电压的跟踪信号，利用该跟踪信号进行后续计算，降低了***开始响应时无源网络交流侧母线电压的超调量，提高了交流电压控制的精度和稳定性；所述方法能实时估计出***所受内外总扰动并及时进行前馈补偿，提高了***的抗干扰能力；所述方法摈弃了传统PI调节器的线性控制，采用状态误差的非线性组合，能够满足实际工程中非线性***的控制要求。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1为本发明柔性直流输电***及逆变器控制原理结构方框图；
图2为定交流电压ADRC控制原理示意图；
图3为柔性直流输电***逆变器的控制***硬件实现电路示意图；
图4为ADRC控制子程序流程图。
附图或文中所用标号清单为：
HVDC：高压直流输电 ，          VSC-HVDC：柔性直流输电，
Figure 40569DEST_PATH_IMAGE004
：逆变器交流母线电压参考值，    
Figure 128610DEST_PATH_IMAGE003
：逆变器交流母线电压实际值，
：逆变器交流母线电压q轴分量参考值，
Figure 188019DEST_PATH_IMAGE007
：逆变器交流母线电压q轴分量实际值，
：d轴交流电流参考值，           
Figure 912579DEST_PATH_IMAGE009
：q轴交流电流参考值，
Figure 666908DEST_PATH_IMAGE010
：d轴交流电压参考值，          
Figure 872761DEST_PATH_IMAGE011
：q轴交流电压参考值，
：α轴交流电压参考值，          
Figure 419466DEST_PATH_IMAGE014
：β轴交流电压参考值， 
TD：跟踪－微分器，                   ESO：扩张状态观测器，
NLSEF：非线性状态误差反馈
Figure 395513DEST_PATH_IMAGE015
：
Figure 405057DEST_PATH_IMAGE004
的跟踪信号，               
Figure 642003DEST_PATH_IMAGE018
：速度因子，
Figure 977170DEST_PATH_IMAGE019
：TD的滤波因子，                 
Figure 174933DEST_PATH_IMAGE023
、
Figure 253747DEST_PATH_IMAGE024
：ESO的滤波因子，
Figure 345200DEST_PATH_IMAGE025
、：ESO的线性区间的宽度，       
Figure 536327DEST_PATH_IMAGE027
：实际交流电压有效值的跟踪值，
Figure 364792DEST_PATH_IMAGE028
：***所受内外总扰动的估计值，    
Figure 776181DEST_PATH_IMAGE029
、K1、K2：ESO的系数； 
K3：NLSEF的系数，                  
Figure 2013100033706100002DEST_PATH_IMAGE037
：状态误差，
Figure 807591DEST_PATH_IMAGE030
，
Figure 697050DEST_PATH_IMAGE032
：初始控制量，                    
Figure 169620DEST_PATH_IMAGE033
：NLSEF的滤波因子，
Figure 610965DEST_PATH_IMAGE034
：NLSEF的线性区间的宽度；
1、交流***，2、AC滤波器，3、换流电抗器，4、整流器，5、电容器，6、直流输电线路，7、电容器，8、逆变器，9、换流电抗器，10、AC滤波器，11、远端负荷。
具体实施方式
下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。
参见图1，柔性直流输电***包括：
交流***1，是三相对称的***。
AC滤波器2，与交流***1和换流电抗器3相连接，用于滤除交流侧谐波。
换流电抗器3，与AC滤波器2和整流器4相连接，是交流侧与换流器能量交换的纽带，同时也起到一定的滤波作用。
整流器4，与换流电抗器3、电容5及直流输电线路6相连接，换流器件为全控型器件IGBT，采用三相桥电路进行PWM整流，用于把交流***的交流电转换为直流电，输送到直流输电线路上。
电容器5，与整流器4和直流输电线路6相连接，为两端整流器和逆变器提供直流电压支撑，同时缓冲换流器IGBT关断时的冲击电流，也能起到一定的滤波作用。
直流输电线路6，与整流器4、电容器5、电容器7及逆变器8相连接，用于连接整流器和逆变器，进行直流功率传输。
逆变器8，与直流输电线路6、电容器7及换流电抗器9相连接，换流器件为全控型器件IGBT，采用三相桥电路进行PWM逆变，用于把直流输电线路上的直流电转换为交流电，供给远端孤立负荷。
远端负荷11，是一个交流用电负荷。
本发明定交流电压控制采用双闭环矢量控制策略，且将电压矢量定向，即将逆变器交流侧母线电压定向到d轴方向，则此时
Figure 536196DEST_PATH_IMAGE038
。具体步骤如下：
第一步：电压有效值Us计算模块实时计算逆变器交流侧母线电压有效值
Figure 229345DEST_PATH_IMAGE003
，同时给定交流母线电压参考值
Figure 149897DEST_PATH_IMAGE004
；
第二步：以
Figure 434248DEST_PATH_IMAGE003
和
Figure 315616DEST_PATH_IMAGE004
作为ADRC控制器的输入信号，ADRC控制器输出d轴交流电流参考值
Figure 78036DEST_PATH_IMAGE005
；
第三步：给定逆变器交流侧母线电压q轴分量，根据三相交流电压实际值经过3s/2r坐标变换得到其q轴分量
Figure 777187DEST_PATH_IMAGE007
，此时可得交流电压q轴分量的误差信号为
Figure 677010DEST_PATH_IMAGE008
；
第四步：交流电压q轴分量的误差信号经过PI调节器，输出q轴交流电流参考值
Figure 836596DEST_PATH_IMAGE009
；
第五步：
Figure 872685DEST_PATH_IMAGE005
和
Figure 967680DEST_PATH_IMAGE009
经过内环电流解耦控制输出d轴交流电压参考值
Figure 948274DEST_PATH_IMAGE010
和q轴交流电压参考值
Figure 52497DEST_PATH_IMAGE011
；
第六步：
Figure 677513DEST_PATH_IMAGE010
和经过两相旋转坐标系到两相静止坐标系的坐标变换（2r/2s）输出两相静止坐标系（坐标系）下
Figure 319213DEST_PATH_IMAGE013
和
Figure 329894DEST_PATH_IMAGE014
；
第七步：
Figure 891326DEST_PATH_IMAGE013
和采用电压空间矢量调制（SVPWM）方法，输出6路PWM控制逆变器运行。
所述采用SVPWM方法，保证了逆变器开关频率恒定，同时产生的谐波更小。
上述七步定交流电压ADRC控制通过软件编程实现，并由数字信号处理器（DSP）实现。
参见图2，图2为定交流电压ADRC控制原理示意图。ADRC控制器以和
Figure 638285DEST_PATH_IMAGE003
作为输入信号，以
Figure 777142DEST_PATH_IMAGE005
作为输出信号，由跟踪－微分器（TD）、扩张状态观测器（ESO）、非线性状态误差反馈（NLSEF）和扰动补偿四部分组成。下面分别对这四部分进行分析：
（1）以给定交流电压参考值
Figure 829412DEST_PATH_IMAGE004
作为TD的输入信号，设计的TD数学模型如下：
，
其中，
Figure 657877DEST_PATH_IMAGE017
Figure 436477DEST_PATH_IMAGE018
为速度因子，决定跟踪的速度；
Figure 507201DEST_PATH_IMAGE019
为滤波因子，对噪声起滤波作用。
TD能根据被控对象的承受能力合理地安排过渡过程，得到给定交流电压
Figure 154083DEST_PATH_IMAGE004
的跟踪信号
Figure 993863DEST_PATH_IMAGE015
。
由于PI控制直接把给定信号与***实际输出之间的误差作为要补偿的信号，这样常常导致在开始运行时PI控制器输出的控制量
Figure 943365DEST_PATH_IMAGE001
过大，使得***实际输出信号出现超调。而TD采用跟踪信号
Figure 829281DEST_PATH_IMAGE015
进行后续计算，降低了***响应开始时交流侧母线电压的超调量，提高了交流电压控制的精度和稳定性。
（2）以实际交流电压有效值
Figure 686378DEST_PATH_IMAGE003
和控制量
Figure 849507DEST_PATH_IMAGE020
作为ESO输入信号，设计的ESO数学模型如下：
Figure 94543DEST_PATH_IMAGE021
，
其中
Figure 139859DEST_PATH_IMAGE022
，
Figure 3910DEST_PATH_IMAGE023
、
Figure 146179DEST_PATH_IMAGE024
为滤波因子；
Figure 234220DEST_PATH_IMAGE025
、
Figure 970095DEST_PATH_IMAGE026
为线性区间的宽度； 为实际交流电压有效值
Figure 165770DEST_PATH_IMAGE003
的跟踪值；
Figure 424713DEST_PATH_IMAGE028
为***所受内外总扰动的估计值；
Figure 382305DEST_PATH_IMAGE029
、K1、K2为系数。
如上所述，ESO能够根据被控对象的输出信号
Figure 978371DEST_PATH_IMAGE003
和控制量
Figure 970598DEST_PATH_IMAGE001
实时估计出被控对象的状态
Figure 134863DEST_PATH_IMAGE027
和***所受的内外总扰动总和
Figure 969964DEST_PATH_IMAGE028
。
（3）根据给定交流电压
Figure 510667DEST_PATH_IMAGE004
的跟踪信号
Figure 357400DEST_PATH_IMAGE015
和实际交流电压有效值的跟踪信号
Figure 551621DEST_PATH_IMAGE027
得到状态误差
Figure 14963DEST_PATH_IMAGE030
，设计的NLSEF数学模型如下：
Figure 828199DEST_PATH_IMAGE031
，
其中为初始控制量；
Figure 425719DEST_PATH_IMAGE033
为滤波因子；
Figure 110778DEST_PATH_IMAGE034
为线性区间的宽度；K3为系数。
可见，初步控制量
Figure 993284DEST_PATH_IMAGE032
与状态误差
Figure 939243DEST_PATH_IMAGE037
之间为非线性组合，这取代了传统PI控制的线性组合，能够满足实际工程中非线性***对高性能控制的要求。
（4）为了实现***的自抗扰功能，最重要的就是要对***所受扰动进行补偿。根据ESO实时估计出的***所受内外总扰动
Figure 616212DEST_PATH_IMAGE028
进行扰动前馈补偿，得到最终控制量
Figure 522988DEST_PATH_IMAGE020
，表达式如下：
，
综上，ADRC各组成部分的作用分别为：
（1）TD：根据给定值
Figure 9650DEST_PATH_IMAGE004
为***安排合适的过渡过程
Figure 591941DEST_PATH_IMAGE015
，降低***的超调量。
（2）ESO：根据***的输出信号
Figure 517172DEST_PATH_IMAGE003
和控制量
Figure 334955DEST_PATH_IMAGE001
实时估计出***的状态
Figure 662031DEST_PATH_IMAGE027
和***所受的内外总扰动总和
Figure 415224DEST_PATH_IMAGE028
。
（3）NLSEF：***的状态误差为
Figure 155647DEST_PATH_IMAGE030
，利用非线性函数将状态误差变为初始控制量输出。
（4）扰动补偿：将扰动的实时估计值
Figure 834070DEST_PATH_IMAGE028
通过公式
Figure 289322DEST_PATH_IMAGE035
进行扰动补偿，输出***的最终控制量。提高了***抗干扰能力。
图3为柔性直流输电***逆变器的控制***硬件实现电路示意图，图中各模块的功能如下：
电压检测：用于检测交流***电压
Figure 2013100033706100002DEST_PATH_IMAGE039
，以计算得到电压有效值Us。
电压调理电路：把电压检测电路输出的电压值转换到数字信号处理器（DSP）能接受的电压范围（0~3V）之内。
控制电路：本发明采用DSP TMS320F2812作为控制芯片，其内部有ADC模块、EV模块等。采用DSP内部ADC模块实现Us的模拟信号到数字信号的转换。DSP通过EV模块输出6路PWM，由于DSP芯片的供电电压为0~3V，该6路PWM不能直接驱动逆变器。
驱动隔离电路：用于把DSP输出的6路PWM电平抬高进而驱动逆变器；同时起到弱电信号与强电的隔离作用，避免强电影响弱电信号。
逆变器定交流电压控制策略采用ccstudio软件编程实现，由DSP执行所编写的程序，其中ADRC子程序流程图参见图4所示。
综上所述，与现有技术相比较，本发明的逆变器采用定交流电压控制以稳定无源网络的供电电压，提高供电电压质量。定交流电压控制中电压外环采用ADRC控制。所述方法能够根据***的承受能力合理地为给定交流电压值安排过渡过程，得到给定交流电压的跟踪信号，利用该跟踪信号进行后续计算，降低了***开始响应时无源网络交流侧母线电压的超调量，提高了交流电压控制的精度和稳定性；具有能实时估计出***所受内外总扰动并能及时进行前馈补偿功能，提高了***的抗干扰能力；同时摈弃了传统PI调节器的线性控制，采用状态误差的非线性组合，能够满足实际工程中非线性***对高性能控制的要求。

Claims (6)

1.一种柔性直流输电***自抗扰控制方法，其特征是，所述方法在柔性直流输电***的直流输电线路首端设置整流器控制器，对交流***侧的整流器进行定直流电压控制，直流输电线路末端设置逆变器控制器，对逆变器进行定交流电压控制，所述逆变器定交流电压控制采用双闭环矢量控制策略，其中电压外环采用自抗扰控制器（ADRC）控制，内环为电流解耦控制。
2.根据权利要求1所述的一种柔性直流输电***自抗扰控制方法，将逆变器交流侧母线电压定向到d轴方向，则此时                                                
Figure 2013100033706100001DEST_PATH_IMAGE001
；所述逆变器定交流电压ADRC控制的具体步骤如下：
a. 电压有效值计算模块实时计算逆变器交流侧母线电压有效值
Figure 796887DEST_PATH_IMAGE002
，同时给定交流母线电压参考值
Figure 2013100033706100001DEST_PATH_IMAGE003
；
b.将
Figure 182869DEST_PATH_IMAGE002
和
Figure 556081DEST_PATH_IMAGE003
输入ADRC控制器，ADRC控制器输出d轴交流电流参考值
Figure 951290DEST_PATH_IMAGE004
；
c.给定逆变器交流侧母线电压q轴分量，将三相交流电压实际值进行3s/2r坐标变换，得到其q轴分量，进而得到交流电压q轴分量的误差信号
Figure 2013100033706100001DEST_PATH_IMAGE007
；
d.将交流电压q轴分量的误差信号输入PI调节器，PI调节器输出q轴交流电流参考值；
e.将
Figure 386317DEST_PATH_IMAGE004
和
Figure 178692DEST_PATH_IMAGE008
输入内环电流解耦控制器，得到d轴交流电压参考值
Figure 2013100033706100001DEST_PATH_IMAGE009
和q轴交流电压参考值
Figure 316413DEST_PATH_IMAGE010
；
f.
Figure 903252DEST_PATH_IMAGE009
和
Figure 126423DEST_PATH_IMAGE010
经过两相旋转坐标系到两相静止坐标系的坐标变换（2r/2s），得到两相静止坐标系（
Figure 2013100033706100001DEST_PATH_IMAGE011
坐标系）下的d轴交流电压参考值
Figure 456910DEST_PATH_IMAGE012
和q轴交流电压参考值
Figure 2013100033706100001DEST_PATH_IMAGE013
；
g.采用电压空间矢量调制（SVPWM）方法对
Figure 449137DEST_PATH_IMAGE012
和
Figure 472456DEST_PATH_IMAGE013
进行处理，所得到的6路PWM信号分别控制逆变器的6个IGBT运行。
3.根据权利要求2所述的一种柔性直流输电***自抗扰控制方法，其特征是，所述ADRC控制器中，跟踪－微分器TD的输入信号为给定交流母线电压参考值
Figure 714082DEST_PATH_IMAGE003
，输出信号为
Figure 458047DEST_PATH_IMAGE003
的跟踪信号
Figure 694993DEST_PATH_IMAGE014
，设计的TD数学模型如下： 
Figure 2013100033706100001DEST_PATH_IMAGE015
，
其中，
Figure 499001DEST_PATH_IMAGE016
为速度因子，决定跟踪的速度；
Figure 821398DEST_PATH_IMAGE018
为滤波因子，对噪声起滤波作用。
4.根据权利要求3所述的一种柔性直流输电***自抗扰控制方法，其特征是，所述ADRC控制器中，扩张状态观测器ESO的输入信号为实际交流电压有效值
Figure 900213DEST_PATH_IMAGE002
和控制量
Figure 2013100033706100001DEST_PATH_IMAGE019
，设计的ESO数学模型如下： 
Figure 460507DEST_PATH_IMAGE020
，
其中
Figure 2013100033706100001DEST_PATH_IMAGE021
，
Figure 700995DEST_PATH_IMAGE022
、
Figure 2013100033706100001DEST_PATH_IMAGE023
为滤波因子；
Figure 245109DEST_PATH_IMAGE024
、为线性区间的宽度； 
Figure 596456DEST_PATH_IMAGE026
为实际交流电压有效值
Figure 542415DEST_PATH_IMAGE002
的跟踪值；
Figure 2013100033706100001DEST_PATH_IMAGE027
为***所受内外总扰动的估计值；
Figure 953805DEST_PATH_IMAGE028
、K1、K2为系数。
5.根据权利要求4所述的一种柔性直流输电***自抗扰控制方法，其特征是，ADRC控制器根据给定交流电压
Figure 391740DEST_PATH_IMAGE003
的跟踪信号
Figure 405832DEST_PATH_IMAGE014
和实际交流电压有效值的跟踪信号
Figure 347243DEST_PATH_IMAGE026
得到状态误差
Figure 2013100033706100001DEST_PATH_IMAGE029
，设计的非线性状态误差反馈NLSEF数学模型如下：
 ，
其中
Figure 2013100033706100001DEST_PATH_IMAGE031
为初始控制量；为滤波因子；
Figure 2013100033706100001DEST_PATH_IMAGE033
为线性区间的宽度；K3为系数。
6.根据权利要求5所述的一种柔性直流输电***自抗扰控制方法，其特征是，根据ADRC控制器的ESO实时估计出的***所受内外总扰动
Figure 266024DEST_PATH_IMAGE027
进行扰动前馈补偿，得到最终控制量
Figure 796362DEST_PATH_IMAGE019
，扰动前馈补偿信号的表达式如下：
Figure 80713DEST_PATH_IMAGE034
 。
CN201310003370.6A 2013-01-06 2013-01-06 一种柔性直流输电***自抗扰控制方法 Active CN103050967B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310003370.6A CN103050967B (zh) 2013-01-06 2013-01-06 一种柔性直流输电***自抗扰控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310003370.6A CN103050967B (zh) 2013-01-06 2013-01-06 一种柔性直流输电***自抗扰控制方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103050967A true CN103050967A (zh) 2013-04-17
CN103050967B CN103050967B (zh) 2014-09-17

Family

ID=48063518

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310003370.6A Active CN103050967B (zh) 2013-01-06 2013-01-06 一种柔性直流输电***自抗扰控制方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103050967B (zh)

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104779635A (zh) * 2015-03-26 2015-07-15 上海交通大学 适用于vsc-mtdc***的控制器装置
CN105223810A (zh) * 2015-09-06 2016-01-06 西南交通大学 一种基于多变量控制的高铁低频振荡过电压阻尼方法
CN106357134A (zh) * 2016-09-08 2017-01-25 西南交通大学 一种双向ac‑dc‑dc单相变换器及其控制方法
CN106981878A (zh) * 2016-01-18 2017-07-25 华北电力大学（保定） 一种基于自抗扰控制的双馈风机抑制电网低频振荡的方法
CN107431359A (zh) * 2015-03-19 2017-12-01 通用电器技术有限公司 电力传输网络
CN108206532A (zh) * 2018-01-05 2018-06-26 华南理工大学 多端柔性直流输电***直流电压偏差的自抗扰控制方法
CN109066756A (zh) * 2018-08-01 2018-12-21 华南理工大学 一种改善***暂态稳定的vsc-hvdc线性自抗扰控制方法
CN109067217A (zh) * 2018-09-11 2018-12-21 西安科技大学 三相电压型pwm整流器的线性自抗扰控制器的设计方法
CN109256944A (zh) * 2018-10-17 2019-01-22 海宁开关厂有限公司 一种Cuk变换器的自抗扰控制方法
CN109274113A (zh) * 2018-09-06 2019-01-25 华北电力大学（保定） 一种混合多端直流输电***非线性下垂控制方法
CN109768564A (zh) * 2018-12-11 2019-05-17 中国大唐集团科学技术研究院有限公司火力发电技术研究院 一种用于vsc-hvdc***的矢量控制参数优化方法
CN110752616A (zh) * 2019-09-11 2020-02-04 国电南瑞科技股份有限公司 基于自适应自抗扰比例积分的直流输电***控制方法及***
CN115967088A (zh) * 2023-03-15 2023-04-14 广东电网有限责任公司佛山供电局 一种柔性互联开关的配电故障自愈方法及相关装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101295877A (zh) * 2008-06-05 2008-10-29 上海交通大学 海上风电柔性直流输电变流器控制***
CN202167170U (zh) * 2011-06-20 2012-03-14 山东电力研究院 一种用于直流输电***动态特性研究的动模实验装置
CN202275142U (zh) * 2011-08-25 2012-06-13 中国电力科学研究院 柔性直流输电mmc阀稳态运行试验的背靠背试验装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101295877A (zh) * 2008-06-05 2008-10-29 上海交通大学 海上风电柔性直流输电变流器控制***
CN202167170U (zh) * 2011-06-20 2012-03-14 山东电力研究院 一种用于直流输电***动态特性研究的动模实验装置
CN202275142U (zh) * 2011-08-25 2012-06-13 中国电力科学研究院 柔性直流输电mmc阀稳态运行试验的背靠背试验装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
王炳国等: "基于改进遗传算法的高压直流输电***逆变器定电压自抗扰控制器的设计", 《制造业自动化》 *

Cited By (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107431359B (zh) * 2015-03-19 2021-07-06 通用电器技术有限公司 电力传输网络
CN107431359A (zh) * 2015-03-19 2017-12-01 通用电器技术有限公司 电力传输网络
CN104779635B (zh) * 2015-03-26 2017-07-11 上海交通大学 适用于vsc‑mtdc***的控制器装置
CN104779635A (zh) * 2015-03-26 2015-07-15 上海交通大学 适用于vsc-mtdc***的控制器装置
CN105223810A (zh) * 2015-09-06 2016-01-06 西南交通大学 一种基于多变量控制的高铁低频振荡过电压阻尼方法
CN106981878A (zh) * 2016-01-18 2017-07-25 华北电力大学（保定） 一种基于自抗扰控制的双馈风机抑制电网低频振荡的方法
CN106981878B (zh) * 2016-01-18 2019-06-07 华北电力大学（保定） 一种基于自抗扰控制的双馈风机抑制电网低频振荡的方法
CN106357134A (zh) * 2016-09-08 2017-01-25 西南交通大学 一种双向ac‑dc‑dc单相变换器及其控制方法
CN106357134B (zh) * 2016-09-08 2018-10-26 西南交通大学 一种双向ac-dc-dc单相变换器及其控制方法
CN108206532A (zh) * 2018-01-05 2018-06-26 华南理工大学 多端柔性直流输电***直流电压偏差的自抗扰控制方法
CN109066756B (zh) * 2018-08-01 2022-01-18 华南理工大学 一种改善***暂态稳定的vsc-hvdc线性自抗扰控制方法
CN109066756A (zh) * 2018-08-01 2018-12-21 华南理工大学 一种改善***暂态稳定的vsc-hvdc线性自抗扰控制方法
CN109274113A (zh) * 2018-09-06 2019-01-25 华北电力大学（保定） 一种混合多端直流输电***非线性下垂控制方法
CN109274113B (zh) * 2018-09-06 2022-02-18 华北电力大学（保定） 一种混合多端直流输电***非线性下垂控制方法
CN109067217B (zh) * 2018-09-11 2020-02-07 西安科技大学 三相电压型pwm整流器的线性自抗扰控制器的设计方法
CN109067217A (zh) * 2018-09-11 2018-12-21 西安科技大学 三相电压型pwm整流器的线性自抗扰控制器的设计方法
CN109256944A (zh) * 2018-10-17 2019-01-22 海宁开关厂有限公司 一种Cuk变换器的自抗扰控制方法
CN109768564A (zh) * 2018-12-11 2019-05-17 中国大唐集团科学技术研究院有限公司火力发电技术研究院 一种用于vsc-hvdc***的矢量控制参数优化方法
CN110752616A (zh) * 2019-09-11 2020-02-04 国电南瑞科技股份有限公司 基于自适应自抗扰比例积分的直流输电***控制方法及***
CN115967088A (zh) * 2023-03-15 2023-04-14 广东电网有限责任公司佛山供电局 一种柔性互联开关的配电故障自愈方法及相关装置
CN115967088B (zh) * 2023-03-15 2023-05-16 广东电网有限责任公司佛山供电局 一种柔性互联开关的配电故障自愈方法及相关装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN103050967B (zh) 2014-09-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103050967A (zh) 一种柔性直流输电***自抗扰控制方法
CN103023058B (zh) 一种向无源网络供电的柔性直流输电***控制方法
CN105553304B (zh) 一种模块化多电平型固态变压器及其内模控制方法
CN1949645B (zh) 能量回馈功率单元
CN103997043B (zh) 一种基于t型三电平的统一电能质量调节器及其调节方法
CN103414207A (zh) 一种基于下垂控制的平滑切换方法
CN106786647A (zh) 一种三相四线制并联apf双闭环非线性复合控制方法
CN103580032B (zh) 电网补偿***及其控制方法
CN112217225B (zh) 直流微电网自适应虚拟阻容控制方法
CN105620706A (zh) 具有谐波抑制和回馈制动功能的船舶电力推进***及控制方法
CN101702583A (zh) 一种直驱风力发电变流器的控制方法
CN105024392A (zh) 一种柔性直流输电***的控制方法
CN104167941A (zh) 一种三相pwm整流器的控制方法
CN205389177U (zh) 一种新型的模块化多电平型固态变压器
CN105337481A (zh) 一种lcl型并网逆变器控制方法
CN103117644A (zh) 一种逆变器并联控制***及控制方法
CN105490565B (zh) 一种三相四开关整流器直接功率控制的模型预测控制方法
CN109980973B (zh) 并联有源箝位三电平svg***及其控制方法
CN111049201B (zh) 一种交直流电网混合式大功率接口变流器协调控制方法
CN103366053B (zh) 一种电压定向矢量控制策略的改进及数学建模方法
CN109787258B (zh) 一种V/v牵引供电***负序电流的控制***及方法
CN103401485A (zh) 大功率感应电机的变频起动和无功补偿一体化控制装置
CN203482133U (zh) 一种igbt型串级调速***
CN105391045A (zh) 基于电压源换流器的直流输电***的控制方法
Gang et al. Robust Backstepping Direct Power Control of Vienna Rectifier based on Sliding-Mode Theory

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant