非理想條件下MMC-DVR的Lyapunov控制策略研究

王函韻，周雅婷，程啟明，謝怡群，葉培樂

非理想條件下MMC-DVR的Lyapunov控制策略研究

王函韻1，周雅婷2，程啟明2，謝怡群2，葉培樂2

(1.國網浙江湖州供電公司，浙江 湖州 313098；2.上海電力大學自動化工程學院，上海 200090)

動態電壓調節器(DVR)與模塊化多電平轉換器(MMC)組合的MMC-DVR可用于解決中高電壓的動態電壓補償問題。目前MMC-DVR基本采用PID等線性控制方法，而MMC-DVR為非線性系統，因而其控制效果并不能令人滿意。為此，提出了針對非理想條件下MMC-DVR系統的非線性李雅普諾夫(Lyapunov)控制方法來解決此問題。首先，建立MMV-DVR的數學建模。接著，設計了非理想條件下正、負序MMC-DVR的Lyapunov控制系統。最后，通過實驗驗證了所提的Lyapunov控制方法用于MMC-DVR的正確性和有效性。與傳統PID控制相比，Lyapunov控制方法的電壓在理想、非理想的多種不同工況下都能得到很好的補償，且系統的動態響應更快、魯棒性更強。

動態電壓調節器；模塊化多電平轉換器；Lyapunov控制；非理想條件；PID控制

0 引言

風電場并網系統因其具有高便捷、高自治、高效率等特點，成為電力系統的研究熱點之一[1-2]。且近幾年不斷激起討論的環保問題和自然環境中傳統能源缺乏等問題，使得風力發電引起了人們的關注，并得到了快速發展。但風電大規模并入電網后會帶來一些影響，例如，電壓閃變(包括電壓降落和升高)等電能質量問題，若不及時控制和消除這些問題，將會對電網的電能質量產生負面問題[3-4]。目前改善該問題的關鍵手段是采用動態電壓調節器(dynamic voltage restorer, DVR)[5-8]。

DVR的工作原理是在負荷與系統之間串接幅度與相位可調節的輸入電壓，從而保持負荷側的電壓穩定。……