MMMC两侧电流基于Lyapunov函数的控制策略

作     者：余冰 程尹曼 程启明 赖宇生 

作者机构：云南电网有限责任公司昆明供电局 上海电力大学自动化工程学院 上海电力公司市北供电分公司 

出 版 物：《南方电网技术》 (Southern Power System Technology)

年 卷 期：2023年

核心收录：

学科分类：080801[工学-电机与电器] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 0814[工学-土木工程] 

基　　金：国家自然科学基金项目资助项目(61905139) 上海市电站自动化技术重点实验室资助项目(13DZ2273800) 

主　　题：海上风力发电 模块化多电平矩阵变换器 输入输出两侧电流 Lyapunov函数控制 PI控制 

摘      要：分频传输系统（fractional frequency transmission system,FFTS）是一种海上风电电能传输方案，FFTS中最为关键的装置为大功率AC/AC变换器，而模块化多电平矩阵变换器（modular multilevel matrix converter,MMMC）是一种高电压、大功率AC/AC变换器。针对MMMC输入输出两侧的电流控制，目前一般都采用传统PI控制，其控制参数多且控制效果不理想，而基于Lyapunov函数的控制策略的控制器数量、控制复杂程度和效果都优于PI控制。提出了MMMC输入输出两侧电流的Lyapunov函数控制策略。根据MMMC的拓扑结构，推导出MMMC输入输出两侧解耦模型，再结合Lyapunov函数控制理论，推导出MMMC输入输出两侧Lyapunov函数控制的数学模型，证明了所提控制具有全局渐进稳定性，讨论了Lyapunov函数控制的不精确以及参数选择问题，最后在MATLAB仿真平台上针对MMMC输入输出两侧电流采用所提控制策略和传统控制策略分别在不同工况下进行实验比较，验证了所提控制策的正确性与优越性。