【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及海上风电直流送出，具体涉及一种大规模海上风电经二极管整流单元和模块化多电平换流器(diode rectifier units-modular multilevelconverter, dru-mmc)级联混合直流送出系统的控制方法、装置、计算机设备和可存储介质。
技术介绍
1、随着海上风电场规模的不断扩大，海上风电经柔性直流送出方案体积大、重量重的问题越加突出。在众多轻型化海上风电送出技术中，基于二极管整流器单元和模块化多电平换流器的混合换流器送出方案由于其具有有功和无功独立调节能力、自主建压能力和较高的技术成熟度受到广泛关注。以下，二极管整流器单元简称为dru，模块化多电平换流器简称为mmc。其中，dru和mmc级联送出方案相较于dru和mmc并联送出方案，mmc电压等级低、绝缘要求低、子模块数目少，更具轻量化优势，非常适用于未来大规模海上风电点对点直流送出工程建设。
2、为了减少传输损耗，降低投资成本，在dru和mmc级联送出方案中，通常使dru传输大部分有功功率，mmc负责无功补偿和小部分的有功功率传输。由dru传输特性可知，在变压器变比相同时，其传输的有功功率与交流母线电压成正比。因此，为了控制有功功率在mmc和dru二者之间的分配，mmc控制外环通常采用有功-电压环。然而，该控制下，pcc母线电压不能精准控制在额定值，并且为了使dru功率始终跟随其参考值，母线电压波动较大。为了提升系统运行可靠性，降低交流母线电压波动率，定母线电压控制被提出应用于混合换流器的mmc控制结构中。然而，该方案下，d
技术实现思路
1、针对现有dru和mmc级联送出方案中mmc直流电压波动大、功率器件容量大的缺点，本专利技术提出一种面向海上风电的混合换流器控制方法、装置、计算机设备和可存储介质，同时保证mmc具有建立海上交流电压和频率、补偿系统无功功率的功能。采用本专利技术可以实现海上风电双端dru和mmc级联直流系统的稳定控制，减小海上风电双端dru和mmc级联直流系统的电压绝缘设计难度，减小功率器件裕度需求，有利于远海风电直流送出系统的轻型化和低成本化发展。
2、本专利技术的第一个目的在于提供一种面向海上风电的混合换流器控制方法，所述混合换流器包括二极管整流单元和模块化多电平换流器；二极管整流单元，diode rectifierunits，以下简称dru，模块化多电平换流器，modular multilevel converter，以下简称mmc；dru交流侧与mmc交流侧在交流母线处并联，dru直流侧与mmc直流侧串联；所述混合换流器控制方法包括以下步骤：
3、s1、给定混合换流器交流母线电压有效值的参考初始值、混合换流器运行角频率ω和mmc直流电压参考值，获取混合换流器交流母线电压、混合换流器交流母线电压有效值和mmc直流电压；
4、s2、将混合换流器交流母线电压从abc静止三相坐标系变换到dq旋转坐标系，得到混合换流器交流母线电压的d轴分量和q轴分量；
5、s3、根据mmc直流电压、mmc直流电压参考值和混合换流器交流母线电压有效值的参考初始值，计算混合换流器交流母线电压有效值的参考值；
6、s4、根据混合换流器交流母线电压有效值、混合换流器交流母线电压有效值的参考值和mmc直流电压，计算mmc调制电压在dq旋转坐标系下的参考值；
7、s5、根据mmc调制电压在dq旋转坐标系下的参考值，计算三相静止坐标系下的mmc调制电压；
8、s6、根据三相静止坐标系下的mmc调制电压，采用mmc调制电压进行脉冲宽度调制得到mmc中各个开关器件的触发信号，通过mmc开关器件的触发信号实现混合换流器的稳态控制。调制波为三相静止坐标系下的mmc调制电压，载波为三角载波，通过脉冲宽度调制得到mmc中各个开关器件的触发信号。
9、进一步地，所述步骤s2中，为了便于控制，将混合换流器交流母线电压从abc静止三相坐标系变换到dq旋转坐标系，得到混合换流器交流母线电压d轴直流分量和q轴直流分量，变换矩阵t3s/2r(ωt)的表达式为
10、（1）
11、式中：ω为混合换流器的运行角频率，t为混合换流器的运行时间。
12、进一步地，所述步骤s3中，mmc直流电压参考值u*dcm与实际值udcm作差，误差经过第一pi控制器，再加上混合换流器交流母线电压有效值的参考初始值u*v，得到混合换流器交流母线电压有效值的参考值u*rms计算公式为
13、（2）
14、式中： s为拉普拉斯算子，u*v为混合换流器交流母线电压有效值的参考初始值，kp1和ki1分别为第一pi控制器的比例参数和积分参数，udcm和u*dcm分别为mmc直流电压及mmc直流电压参考值。
15、进一步地，所述步骤s4过程如下：
16、s41、将混合换流器交流母线电压有效值参考值u*rms与混合换流器交流母线电压有效值uv作差，误差经过第二pi控制器，再加上mmc直流电压的一半edc/2，得到mmc调制电压的d轴分量参考值u*diff计算公式如下
17、（3）
18、式中： kp2和ki2分别是第二pi控制器的比例参数和积分参数；
19、s42、设置mmc调制电压的q轴参考值为零，这是因为当锁相环锁住交流电网电压相位时，mmc调制电压的d轴分量就等于交流电压母线电压幅值，而mmc调制电压q轴分量等于零。
20、进一步地，所述步骤s5中，将mmc调制电压d轴参考值和q轴参考值从dq旋转坐标系变换到abc静止三相坐标系，得到在三相静止坐标系下的mmc调制电压，变换矩阵t2r/3s (ωt)的表达式为
21、（4）
22、式中：ω为混合换流器的运行角频率，t为混合换流器的运行时间。
23、本专利技术的第二个目的在于提供一种面向海上风电的混合换流器控制装置，所述控制装置包括：
24、电压获取模块，该模块通过给定混合换流器交流母线电压有效值的参考初始值、混合换流器运行角频率ω和mmc直流电压参考值，获取混合换流器交流母线电压、混合换流器交流母线电压有效值和mmc直流电压；
25、电压坐标转换模块，该模块将混合换流器交流母线电压从abc静止三相坐标系变换到dq旋转坐标系，得到混合换流器交流母线电压的d轴分量和q轴分量；
26、第一电压参考值计算模块，该模块根据mmc直流电压、mmc直流电压参考值和混合换流器交流母线电压有效值的参考初始值，计算混合换流器交流母线电压有效值的参考值；
27、第二电压参考值计算模块，该模块根据混合换流器交流母线电压有效值、混合换流器交流母线电压有效值的参考值和mmc直流电压，计算mmc调制电压在dq旋转坐标系下的参考本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种面向海上风电的混合换流器控制方法，所述混合换流器包括二极管整流单元和模块化多电平换流器，以下二极管整流单元简称DRU、模块化多电平换流器简称MMC，DRU交流侧与MMC交流侧在交流母线处并联，DRU直流侧与MMC直流侧串联，其特征在于，所述混合换流器控制方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种面向海上风电的混合换流器控制方法，其特征在于，所述步骤S2中，将混合换流器交流母线电压从abc静止三相坐标系变换到dq旋转坐标系，变换矩阵T3s/2r(ωt)的表达式为
3.根据权利要求1所述的一种面向海上风电的混合换流器控制方法，其特征在于，所述步骤S3中混合换流器交流母线电压有效值的参考值U*rms计算公式为
4.根据权利要求1所述的一种面向海上风电的混合换流器控制方法，其特征在于，所述步骤S4过程如下：
5.根据权利要求1所述的一种面向海上风电的混合换流器控制方法，其特征在于，所述步骤S5中，将混合换流器交流母线电压从dq旋转坐标系变换到abc静止三相坐标系，变换矩阵T2r/3s (ωt)的表达式为
6.一种根
7.一种计算机设备，包括处理器以及用于存储处理器可执行程序的存储器，其特征在于，所述处理器执行存储器存储的程序时，实现权利要求1-5任一项所述的面向海上风电的混合换流器控制方法。
8.一种存储介质，存储有程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时，实现权利要求1-5任一项所述的面向海上风电的混合换流器控制方法。
...【技术特征摘要】
1.一种面向海上风电的混合换流器控制方法，所述混合换流器包括二极管整流单元和模块化多电平换流器，以下二极管整流单元简称dru、模块化多电平换流器简称mmc，dru交流侧与mmc交流侧在交流母线处并联，dru直流侧与mmc直流侧串联，其特征在于，所述混合换流器控制方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种面向海上风电的混合换流器控制方法，其特征在于，所述步骤s2中，将混合换流器交流母线电压从abc静止三相坐标系变换到dq旋转坐标系，变换矩阵t3s/2r(ωt)的表达式为
3.根据权利要求1所述的一种面向海上风电的混合换流器控制方法，其特征在于，所述步骤s3中混合换流器交流母线电压有效值的参考值u*rms计算公式为
4.根据权利要求1所述的一种面向海上风电的混合换流器控...
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