买专利卖专利找龙图腾，真高效！ 查专利查商标用IPTOP,全免费！专利年费监控用IP管家,真方便！

龙图腾网获悉东北大学申请的专利一种MMC-HVDC控制系统及方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN116111643B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-23发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202211721386.6，技术领域涉及：H02J3/38；该发明授权一种MMC-HVDC控制系统及方法是由关天一;孙秋野;郑文婧;王睿设计研发完成，并于2022-12-30向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种MMC-HVDC控制系统及方法在说明书摘要公布了：本发明提供一种MMC‑HVDC控制系统及方法，涉及电力系统直流输电技术领域。本发明控制系统采用并行架构的现场可编程门阵列filedprogrammablegatearray,FPGA芯片组开展MMC运行、控制等复杂计算，在通信方面通过5G信道进行远程通信，快速灵活，便于分散和远程数据采集，同时采用远方云计算平台进行大数据存储、复杂运算和远程监控。本发明设计的区间滑模控制方法与传统PI控制策略相比，在MMC出现参数摄动情况下具有控制精度高、动态响应能力强、稳定性好、参数易于调试、鲁棒性强等优点，适用于各类MMC‑HVDC的实际工程，对于提高柔性直流输电系统在实际生产中的鲁棒性以及控制精度、促进相关产业发展具有重要的应用意义。

本发明授权一种MMC-HVDC控制系统及方法在权利要求书中公布了：1.一种MMC-HVDC控制方法，其特征在于，包含以下步骤： 步骤1：MMC-HVDC系统运行后，经过初始化和自检无误后，根据MMC换流器的运行模式通过触摸屏选择MMC控制策略，设定控制参数； 所述MMC控制方式包括直流电压与无功功率控制策略，以及有功功率与无功功率控制策略，根据选择的控制策略给定直流电压、有功功率以及无功功率的设定值； 步骤2：所述直流电压与无功功率控制策略采用内、外环型式的双环控制，通过设计外环控制器以及区间滑模内环电流控制器实现；其中外环控制器包括外环直流电压控制器与外环无功功率控制器，通过外环直流电压控制器、外环无功功率控制器计算出内环电流的参考值； 所述有功功率与无功功率控制策略采用内、外环型式的双环控制，通过设计外环控制器以及区间滑模内环电流控制器实现；其中外环控制器包括外环有功功率控制器与外环无功功率控制器，输出给定有功功率和无功功率的内环电流参考值，分别采用以控制有功功率和无功功率为目的的PI控制器，即外环有功功率PI控制器及外环无功功率PI控制器，通过PI控制器输出相应的内环电流参考值，从而实现稳定直流系统电压并控制无功功率潮流； 步骤3：在MMC运行过程中采用区间滑模控制算法设计内环电流控制器，计算出用于最近电平调制的滑模控制量； 所述步骤3具体包括以下步骤： 步骤3.1：结合MMC-HVDC的工作原理，建立MMC在同步旋转坐标系下交流回路的基频动态数学模型； 步骤3.2：结合MMC-HVDC的工作原理，建立MMC在同步旋转坐标系下直流回路数学模型； 步骤3.3：结合MMC交流回路数学模型设计基于区间滑模变结构控制的内环电流控制器； 建立状态方程： （19） 式中，ivd、ivq为状态变量；ivdref、ivqref为输入参考值；Udiffd、Udiffq为控制量；d1、d2为电网扰动，且，；D1、D2分别为电网扰动量绝对值的上限，控制目标为：ivd→ivdref，ivq→ivqref；R为MMC交流侧和直流侧的等效电阻；L为MMC交流侧和直流侧的等效电感，Usd、Usq和ivd、ivq分别为电网电压和电流的d、q轴分量；ω为电网的额定角频率； 为了便于公式表示，设置参数x1、x2、x1 *、x2 *、u1、u2、e1、e2，具体含义如下式所示： （20） 因此，式（19）写为： （21） 对于式（21）采用区间滑模控制，进行控制器设计，采用积分滑模面，其形式为： （22） 式中，s1、s2分别为式（19）中两种控制目标的切换函数；t为时间；ks1、ks2为积分常数；e1、e2分别为x1和x2的输入偏差； 选取Lyapunov函数V1为： （23） 因此，V1的导数表示为： （24） 式中，v1、v2分别为Lyapunov函数V1的两个组成部分； 对于有： （25） 为了便于公式表示，设置变量η1 （26） 得到： （27） 式中，|η1|max为η1绝对值的最大值； 因此，当时，满足，其中为大于0的正数； 对于知： （28） 为了便于公式表示，设置变量η2 （29） 得到： （30） 式中，|η2|max为η2绝对值的最大值； 因此，当时，满足，其中为大于0的正数； 因此，得到的内环电流控制器的表达式为： （31） 为了获取更稳定的滑动模态，采用饱和函数sats替代符号函数sgns，则式（32）为最终内环电流控制器表达式如下式所示： （32） 步骤3.4：结合MMC直流回路数学模型设计基于区间滑模变结构控制的环流抑制控制器； 建立状态方程： （33） 式中，idiffd、idiffq为状态变量；idiffdref、idiffqref为输入参考值；Ucomd、Ucomq为控制量；控制目标为：idiffd→idiffdref、idiffq→idiffqref；R0为MMC整个桥臂的等效损耗，L0为桥臂电抗器； 为了便于公式表示，设置参数x3、x4、x3 *、x4 *、u3、u4、e3、e4，具体含义如下式所示： （34） 因此，式（33）写为： （35） 对于式（35）采用区间滑模控制，进行控制器设计，采用积分滑模面，其形式为： （36） 式中，s3、s4分别为式（33）中两种控制目标的切换函数；ks3、ks4为积分常数；e3、e4分别为x3和x4的输入偏差； 选取Lyapunov函数V2为： （37） 因此，V2的导数表示为： （38） 式中，v3、v4分别为Lyapunov函数V2的两个组成部分； 对于知： （39） 为了便于公式表示，设置变量η3 （40） 易知： （41） 式中，|η3|max为η3绝对值的最大值； 因此，当时，满足，其中为大于0的正数； 对于知： （42） 为了便于公式表示，设置变量η4 （43） 知： （44） 式中，|η4|max为η4绝对值的最大值； 因此，当时，满足，其中为大于0的正数； 因此，得到的环流抑制控制器的表达式为： （45） 采用饱和函数sats替代符号函数sgns，则最终环流抑制控制器的表达式为： （46） 步骤3.5：根据基于区间滑模变结构控制的内环电流控制器和基于区间滑模变结构控制的环流抑制控制器输出最终的控制变量，即MMC三相上、下桥臂电压指令值Upk_ref、Unk_ref的值； 输出的最终控制量为： （47） 其中Udiffk_ref为MMC差模电压的参考值，Ucomk_ref为MMC共模电压的参考值，将FPGA控制主板输出的最终控制量输入最近电平调制模块和子模块电容电压调制模块，进而计算出MMC各个子模块中IGBT的触发信号完成对MMC的控制； 步骤4：将控制器中所有MMC相关数据全部传送到云计算平台中，显示MMC的运行状态，持续对MMC进行控制，从而完成整个MMC-HVDC控制。

如需购买、转让、实施、许可或投资类似专利技术，可联系本专利的申请人或专利权人东北大学，其通讯地址为：110819 辽宁省沈阳市和平区文化路3号巷11号；或者联系龙图腾网官方客服，联系龙图腾网可拨打电话0551-65771310或微信搜索“龙图腾网”。