电压源换流器基频控制模型优化方案

电压源换流器的交流电压是一个电平交替的脉冲波形，若忽略谐波，其基波分量为与电网电压同频的正弦波形。在基频情况下，电压源换流器的开关函数可以统一地用一个正弦函数来表示：

式中 δ——开关函数基频分量相对于电源电压的相位角；

λ——PWM控制的调制深度。

将式（2-20）代入式（2-9），在基频分量下可得

u_on＝0

于是，由式（2-4）可得

可见，就基频分量而言，换流器交流侧相对于直流中点的电压等于其相对于交流中点的电压。因此，以下分析中，不再区分换流器交流侧电压的参考点，统一书写为：

（1）三相abc静止坐标系下的基频模型(www.xing528.com)

式（2-5）表示了三相交流系统的电压和电流关系，本身就是电压源换流器在三相abc静止坐标系下的数学模型，以矩阵形式改写如下：

式中

（2）两相αβ静止坐标系下的基频模型

利用式（1-23），对式（2-23）～式（2-25）进行αβ变换，可得电压源换流器在两相αβ静止坐标系下的基频数学模型为

（3）两相dq旋转坐标系下的基频模型

利用式（1-26），对式（2-23）～式（2-25）进行dq变换，可得电压源换流器在两相dq旋转坐标系下的基频数学模型为

显然，经过两相αβ静止坐标系和两相dq旋转坐标系变换后，三相abc静止坐标系下的三相状态方程变成了两相，状态方程降阶了，控制器的设计简化了。特别是三相交流量在dq旋转坐标下变成了直流量，这为控制器的设计带来了极大的方便。但是需要注意的是，在两相dq旋转坐标系下，状态方程之间产生了耦合，因此，dq旋转坐标系下电压源换流器的解耦控制成为三相换流器的研究热点。