CN109361230A - 变流器设备输出电压质量综合控制方法与系统 - Google Patents
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Abstract
本公开是关于一种变流器设备输出电压质量综合控制方法与系统，其中，该方法包括：在变流器输出电压不平衡时，对输出电压的负序旋转坐标系下对负序电压进行PI控制，负序旋转坐标系下的负序电压PI控制器折算到正序旋转坐标系下的负序电压控制器等效为基于余弦信号内模函数的广义积分控制器；根据所述PI控制器以及推导出的矢量比例积分控制器控制基波电压，绘制基波电压控制器的开环传递函数bode图，确定基波电压控制器在补偿不平衡电压时的幅频特性。本公开可以有效抑制柔性直流输电用变流器系统中变流器输出电压不平衡、电压畸变等问题，以对变流器输出电压质量进行综合控制。
Description
技术领域
本公开涉及电气技术领域，具体而言，是一种变流器输出电压质量综合控制方法与系统，特别是涉及一种柔性直流输电用变流器系统中变流器设备输出电压质量综合控制方法与系统。
背景技术
柔性直流输电技术作为一种新型的输电技术受到了广泛的关注，是实现新能源并网和直流电网的极具潜力的输电方式，也是构建新型智能电网的关键技术。为提高供电可靠性、降低用电成本，各新能源发电单元、大电网和关键负荷之间需要具备大功率变流器作为电能变换控制单元。大功率变流器具备削峰填谷、平抑电力系统功率波动，提供应急供电等功能，是智能电网建设的重要发展方向。
由于柔性直流输电的关键负荷如数据中心大多为单相开关电源供电，因此在供电方案设计中需要有必要的控制策略来解决由于不平衡负荷造成的逆变器输出电压不平衡、或者因非线性负载造成的电压畸变等电源质量问题，以避免发电机容量利用率降低，电网损耗增加等问题。
现有技术中，多采用正负序分离的方法，分别对正序电压与负序电压进行控制，虽然可以对逆变器输出电压不平衡进行控制，但是其控制策略过于复杂，不易应用；或者采用PI+PR控制器进行正、负序电压控制，但这种控制方式中的PR控制器参数调节不易，还极易引起系统谐振。因此，现有技术中均无法较好的实现对柔性直流输电用变流器系统中变流器输出电压不平衡的抑制。针对非线性负荷造成的输出电压畸变问题，基于旋转坐标系的多同步旋转积分器其控制策略复杂，占用处理器资源大，考虑负荷不平衡，无法抑制各次谐波电压中含有的不平衡电压分量；基于两相静止坐标系的正弦信号积分器算法，由于其控制器为PR控制器，因此同样有引起系统谐振的问题，在三相负荷不对称的情况下无法抑制各次谐波中不平衡的电压分量。
因此，需要提供一种或多种至少能够解决上述问题的技术方案。
需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
发明内容
本公开的目的在于提供一种柔性直流输电用变流器系统中变流器设备输出电压质量综合控制方法与系统，进而至少在一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的一个或者多个问题。
根据本公开的一个方面，提供一种变流器设备输出电压质量综合控制方法，包括：
在确定柔性直流输电用变流器系统中变流器输出电压不平衡时，对输出电压的负序旋转坐标系下对负序电压进行比例积分PI控制，负序旋转坐标系下的负序电压PI控制器折算到正序旋转坐标系下的负序电压控制器等效为基于余弦信号内模函数的广义积分控制器；
推导出矢量比例积分VPI控制器传递函数为：
其中，kph为VPI控制的比例系数；krh为VPI控制器的增益系数；hωg为VPI控制器的选频频率；
根据所述PI控制器以及矢量比例积分控制器控制基波电压，基波电压控制器开环传递函数为：
其中，kpp为正序基波电压PI控制器的比例参数；kip为正序基波电压控制器的积分参数；kpn为负序基波电压VPI控制器的比例系数；krn为负序基波电压VPI控制器的增益系数；
绘制基波电压控制器的开环传递函数bode图，确定基波电压控制器在补偿不平衡电压时的零稳态误差。
进一步地，所述方法还包括：
在两相静止坐标系中对指定次谐波电压进行补偿，谐波电压控制器的开环传递函数为
其中，kph为指定次谐波电压VPI控制器的比例系数；krh为指定次谐波电压VPI控制器的增益系数。
进一步地，所述方法还包括：
将柔性直流输电用变流器系统中变流器输出电压进行分解为：
正序电压分量为：
其中，up为输出电压正序分量的幅值，为输出电压正序分量的初始相角；
三相静止坐标系到两相正序旋转坐标系的变换矩阵为：
负序电压分量为：
其中，un为输出电压负序分量的幅值，ψ为输出电压负序分量的初始相角；
将输出电压负序分量代替输出电压正序分量带入式，取ψ＝0，计算结果为：
进一步地，负序旋转坐标系下的负序电压PI控制器折算到正序旋转坐标系下的负序电压控制器为：
其中，kpn为负序基波电压控制器的比例参数；kin为负序基波电压控制器积分参数；ωg为电网角频率。
进一步地，所述柔性直流输电用变流器在并网时采用电流环控制策略，电流环给定值为可调系数倍数的负载电流采样值。
进一步地，所述变流器柔性直流输电用变流器系统在离网时采用恒压 /恒频控制策略，电压环给定为并网开关侧检测的电网电压值，相位基准为电网电压相位。
进一步地，VPI控制器参数包括VPI控制器的增益系数krh以及VPI 控制的比例系数kph，所述方法还包括：
对VPI控制器参数进行设计，其中，对VPI控制器的增益系数krh设置固定值；对VPI控制的比例系数kph设置多个不同的考察值；
分别根据设置的多个VPI控制的比例系数kph的变化分析各个考察值对VPI控制器的影响，并确定VPI控制器参数。
进一步地，方法还包括：
在确定VPI控制器参数后，通过z变换在DSP上进行数字控制，VPI 控制器达到准确的谐振极点配置时z域的传递函数为
其中，Ts为采样周期；ωg为电网角频率；h为选定频率次数。
根据本公开的一个方面，提供一种柔性直流输电用变流器系统用变流器，包括多片DSP以及FPGA，其中：
FPGA处理硬件用于保护模块传来的IO故障处理、PWM转接以及30 路片外ADC采样；
多片DSP包括核心DSP，故障信息与ADC采样值由FPGA传输至核心DSP；核心DSP用于完成控制算法设计，核心DSP的CPU用于片内 ADC采样、控制与PWM脉冲输出、逻辑状态机控制、设备保护与设备外的开关量反馈采集；其中，多片DSP之间采用双口SRAM通讯。
本公开的示例性实施例中的柔性直流输电用变流器系统中变流器设备输出电压质量综合控制方法，一方面，采用PI+VPI控制器控制基波电压，可有效抑制柔性直流输电用变流器系统中变流器输出电压不平衡；另一方面，提出并分析了基于正序旋转坐标系的不平衡电压抑制策略以及基于两相静止坐标系的谐波电压补偿策略，可有效抑制由非线性负载造成的输出电压畸变；再一方面，本公开在有效抑制柔性直流输电用变流器系统中输出电压不平衡的基础上，还具有算法占用资源小、参数调节容易、控制性能高的特点。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。
附图说明
通过参照附图来详细描述其示例实施例，本公开的上述和其它特征及优点将变得更加明显。
图1示出了根据本公开一示例性实施例的柔性直流输电用变流器系统拓扑结构图；
图2示出了根据本公开一示例性实施例的的柔性直流输电用变流器系统中单相负载示意图；
图3示出了根据本公开一示例性实施例的柔性直流输电用变流器系统硬件框架示意图；
图4示意性示出了根据本公开一示例性实施例的柔性直流输电用变流器系统中2.5MVA变流器系统控制框图；
图5示意性示出了根据本公开一示例性实施例的由并网运行切换至离网运行时实验波形；
图6示意性示出了根据本公开一示例性实施例的在负荷平衡时切除 C相负荷的实验波形；
图7示意性示出了根据本公开一示例性实施例的在负荷平衡时切除 C相负荷的基础上切除B相负荷的实验波形；
图8示出了根据本公开一示例性实施例的柔性直流输电系统中输出电压不平衡的抑制方法的流程图；
图9示意性示出了根据本公开一示例性实施例的柔性直流输电用变流器系统中基波电压控制器的开环传递函数bode图；
图10示意性示出了根据本公开一示例性实施例的柔性直流输电用变流器系统中谐波电压控制器的开环传递函数bode图；
图11A-11B示意性示出了根据本公开一示例性实施例的柔性直流输电用变流器系统中krh取不同参数时的开环传递函数bode图。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施例。然而，示例实施例能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施例；相反，提供这些实施例使得本公开将全面和完整，并将示例实施例的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。
此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而没有所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、材料、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、方法、装置、实现、材料或者操作以避免模糊本公开的各方面。
附图中所示的方框图仅仅是功能实体，不一定必须与物理上独立的实体相对应。即，可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个软件硬化的模块中实现这些功能实体或功能实体的一部分，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。
在本示例实施例中，首先提供了一种柔性直流输电用变流器系统，图1示出了该柔性直流输电用变流器系统用变流器拓扑结构，DC/AC变流器由多台三相三线制两电平变流器并联组成，以四台为例单机容量为 630kVA的三相三线制两电平变流器并联组成2.5MVA系统为例，变流器出线端并联接入250kVA/380V的z型接地变压器，中性线N由z型接地变压器的接地点引出，整体组成三相四线制系统，以支持离网模式下的单相负荷，各台逆变器采用LC滤波器，其柔性直流输电用变流器系统参数可以如表1所示：
| 符号 | 参数 | 说明 |
| U<sub>s</sub> | 380V | 三相交流电源线电压有效值 |
| f<sub>g</sub> | 50Hz | 电网频率 |
| S | 625kVA | 变流器单机容量 |
| S<sub>z</sub> | 250kVA | z型接地变压器容量 |
| L | 150μH | 滤波器电感 |
| C | 490μF | 滤波器电容(角接) |
| C<sub>d</sub> | 7.5mF | 直流母线电容(单机) |
| U<sub>dc</sub> | 750V | 直流母线电压 |
| f<sub>s</sub> | 2.5kHz | 开关频率 |
| f<sub>c</sub> | 20kHz | 采样频率 |
表1
表1示出柔性直流输电用变流器系统参数，仅用于进一步理解本公开的示例性说明，并未限制本公开柔性直流输电用变流器系统的具体参数内容。
接地变压器绕组由6个匝数相同绕组组成，每一相绕组由不同铁心柱上的两个绕组反极性串联连接，其感应电动势大小相等而极性相反，故相互抵消，因此接地变压器为零序电流提供了低阻抗回路而对正序电流呈高阻抗，其阻抗计算公式为
式中，R1绕组等效阻抗；X1为绕组等效漏阻抗；Rmag为等效并联电阻；Xmag为励磁支路阻抗；z1为z型接地变压器的正序阻抗；z0为z型接地变压器的零序阻抗。
假设系统C相接入单相负载，其单相负载接线示意图如图2所示，中性线上的电流I分成三个相等的电流I/3。由于在接地变压器中流动的三相电流是相等的，所以，中性点保持固定并且线电压保持平衡，交流母线电流则分别为I/3、I/3、2I/3，接入接地变压器的三相三线制变流器能够支持单相负载的接入。
柔性直流输电用变流器系统硬件框架如图3所示，包括双片DSP以及FPGA，FPGA用于处理硬件保护模块传来的IO故障处理、PWM转接以及30路片外ADC采样；双片DSP包括一核心DSP，一非核心DSP。故障信息与ADC采样值由FPGA通过16位EMIF总线传输至核心DSP；核心DSP用于完成控制算法设计，核心DSP的CPU用于片内ADC采样、控制与PWM脉冲输出、逻辑状态机控制、设备保护与设备外的开关量反馈采集；非核心DSP负责系统开关量输出与输入、屏幕通讯、与柔性变电站的通讯、功率驱动模块传来的综合信息处理(CAN)、柜内各NTC电阻温度的采样。核心DSP的双核架构及高CPU主频(200MHz)保证了系统可靠的控制性能，CPU1负责片内ADC采样、控制与PWM脉冲输出；CPU2 负责逻辑状态机控制、设备保护与设备外的开关量反馈采集。双片DSP之间采用双口SRAM通讯。
柔性直流输电用变流器系统整体控制策略框图如图4所示，基本功能模式包括：PWM整流控制、并网控制、离网控制。图4中，位置“0”为PWM 整流模式，位置“1”为并网控制模式，位置“2”为离网恒压/恒频控制模式，位置“3”为主动限流控制模式。
其中，离网采用恒压/恒频控制，包括基于VPI的不平衡电压控制与谐波补偿控制；采用双二阶广义积分器软件锁相环(Dual Second-order Generalized Integrator PLL，DSOGI-PLL)，提高电网电压不平衡以及电网电压波动时的锁相精度；采用电容电流反馈的有源阻尼控制，避免系统发生谐振，提高系统稳定性；采用过采样技术，采样与计算频率为PWM频率的8倍，提高系统控制精度；采用集中式控制，四台逆变器共载波共调制波，最大限度的减小环流现象的产生；PWM调制策略为三次谐波注入的SPWM调制。
选取30kW负荷进行实验。系统先执行并网控制，在检测到并网开关分闸后将控制策略由并网转换到离网。由图5可知，由并网运行切换至离网运行时，输出线电压平滑过渡并且变流器无输出电流冲击。
柔性直流输电用变流器系统在并网时可采用电流环控制策略，电流环给定值为可调系数(K：0～1)倍数的负载电流采样值(iLA,iLB,iLC)，目的在于系统执行并网转离网切换时，不会因并网输出电流过大而引起离网瞬间时系统输出过压，此工况可解锁所有变流器。
系统在离网时可以采用恒压/恒频控制策略，电压环给定为并网开关侧检测的电网电压值(ugA,ugB,ugC)，相位基准为电网电压相位，以实现并 /离网无缝切换，在并网开关断开时转换为离网模式。此工况解锁所有变流器。离网工况为设备的主要工作工况，根据变电站现场的负荷特性，设备需要支持不平衡负荷与非线性负荷。
图6为负荷平衡时切除C相负荷的实验波形。由图可知，系统在切除 C相负荷后系统能够保持输出线电压平衡输出，并能保持较好的正弦度。
图7为在切除C相负荷的基础上切除B相负荷的实验波形。由图可知，带有z型接地变压器的系统能够支撑单相负荷运行，输出平衡的三相线电压，并保证较好的正弦度。
在本示例实施例中，还提供了一种柔性直流输电用变流器系统中变流器输出电压质量综合控制方法。参考图8中所示，该柔性直流输电用变流器系统中变流器输出电压质量综合控制方法可以包括以下步骤：
步骤S810.在确定输出电压不平衡时，对输出电压的负序旋转坐标系下对负序电压进行PI控制，负序旋转坐标系下的负序电压PI控制器折算到正序旋转坐标系下的负序电压控制器等效为基于余弦信号内模函数的广义积分控制器；
步骤S820.推导出矢量比例积分VPI控制器传递函数；
步骤S830.根据所述PI控制器以及矢量比例积分控制器控制基波电压，计算基波电压控制器开环传递函数；
步骤S840.绘制基波电压控制器的开环传递函数bode图，确定基波电压控制器在补偿不平衡电压时的零稳态误差。
根据本示例实施例中的柔性直流输电用变流器系统中变流器输出电压质量综合控制方法，一方面，采用PI+VPI控制器控制基波电压，可有效抑制柔性直流输电用变流器系统中输出电压不平衡；另一方面，本公开在有效抑制柔性直流输电用变流器系统中输出电压不平衡的基础上，还具有算法占用资源小、参数调节容易、控制性能高的特点。
下面，将对本示例实施例中的柔性直流输电用变流器系统中变流器输出电压质量综合控制方法进行进一步的说明。
步骤S810.在确定输出电压不平衡时，对输出电压的负序旋转坐标系下对负序电压进行PI控制，负序旋转坐标系下的负序电压PI控制器折算到正序旋转坐标系下的负序电压控制器等效为基于余弦信号内模函数的广义积分控制器；
在确定柔性直流输电用变流器系统中变流器输出电压不平衡时，将变流器输出电压进行分解为：
正序电压分量为：
其中，up为输出电压正序分量的幅值，为输出电压正序分量的初始相角；
三相静止坐标系到两相正序旋转坐标系的变换矩阵为：
负序电压分量为：
其中，un为输出电压负序分量的幅值，ψ为输出电压负序分量的初始相角。
将输出电压负序分量代替输出电压正序分量带入式，取ψ＝0，计算结果为：
由于在输出电压不平衡时，输出电压d、q轴的负序分量在正序分量上叠加二倍工频扰动。因此，若对此二倍频进行控制，则能抑制输出电压不平衡。在负序旋转坐标系下对负序电压进行PI控制，以控制负序不平衡电压，负序旋转坐标系下的负序电压PI控制器折算到正序旋转坐标系下的负序电压控制器为:
式中，kpn为负序基波电压控制器的比例参数；kin为负序基波电压控制器积分参数；ωg为电网角频率。由式(3)可知，负序旋转坐标系下的负序电压PI控制器折算到正序旋转坐标系下的负序电压控制器可等效为基于余弦信号内模函数的广义积分控制器，2ωg为控制器的谐振频率。
步骤S820.导出矢量比例积分VPI控制器传递函数；
矢量比例积分控制器为广义积分控制器的改进型控制器，其传递函数为：
式中，kph为VPI控制的比例系数；krh为VPI控制器的增益系数；hωg为VPI控制器的选频频率。
步骤S830.据所述PI控制器以及矢量比例积分控制器控制基波电压，计算基波电压控制器开环传递函数；
基波电压控制器开环传递函数为
式中，kpp为正序基波电压PI控制器的比例参数；kip为正序基波电压控制器的积分参数；kpn为负序基波电压VPI控制器的比例系数；krn为负序基波电压VPI控制器的增益系数。
步骤S840.绘制基波电压控制器的开环传递函数bode图，确定基波电压控制器在补偿不平衡电压时的零稳态误差。
基波电压控制器的开环传递函数bode图如图9所示。由图9可知在频率为100Hz处，控制器增益趋近无穷大，保证了基波电压控制器在补偿不平衡电压时的零稳态误差。
在本示例实施例中，还提出了谐波电压补偿控制策略，通过在VPI控制器两相静止坐标系中对指定次谐波电压进行补偿的方式，以抑制输出电压因非线性负载造成的电压畸变问题。
如对3、5、7次谐波电压进行补偿，谐波电压控制器的开环传递函数为：
式中，kph为指定次谐波电压VPI控制器的比例系数；krh为指定次谐波电压VPI控制器的增益系数。
谐波电压控制器的开环传递函数bode图如图10所示，且由图10可知在频率为150Hz、250Hz、350Hz处，控制器增益趋近无穷大，保证了谐波电压在抑制谐波电压时的零稳态误差。
由此可见，本发明在解决了柔性直流输电用变流器系统中输出电压不平衡问题的基础上，还可有效抑制输出电压因非线性负载造成的电压畸变问题，进而对柔性直流输电用变流器系统中输出电压的质量进行综合性控制。并且，相对于旋转坐标系中的多同步旋转积分器(Multiple Rotating Integrators，MRI)算法以及静止坐标系中的正弦信号积分器(Sinusoidal Signal Integrators，SSI)算法，本公开提出的算法具有占用资源小、参数调节容易、控制性能高的特点。
在本示例实施例中，方法还包括对VPI控制器参数进行设计，VPI控制器参数包括VPI控制器的增益系数krh以及VPI控制的比例系数kph，对 VPI控制器参数进行设计时，可以对VPI控制器的增益系数krh设置固定值；对VPI控制的比例系数kph设置多个不同的考察值；分别根据设置的多个VPI控制的比例系数kph的变化分析各个考察值对VPI控制器的影响，并确定VPI控制器参数。
在VPI控制器参数设计中，考虑VPI控制器的两个参对控制性能的影响，在一个参数不变的情况下，另一个参数取不同的值考察其参数改变对控制器的影响。例如，取krh＝30，kph分别取10，1，0.1，0.01，其开环传递函数的bode图如图11A所示，由图11A可知，kph越小，VPI控制器的选频特性越佳、稳态性能越好，但考虑动态响应，需要将kph的值取得大一些，因此，需要综合考虑，选取比较合适的kph值；取kph＝0.1，krh分别取100，50，30，10，其开环传递函数的bode图如图11B所示，由图 11B可知，Krh的值对控制性能的作用并不突出，因此实际应用中可以在合适的范围内选取一个值。
在VPI控制器参数设计完成后，可以通过z变换可以在DSP上实现数字控制，由于VPI控制具有频带较窄、指定频率处增益较大的特点，故而谐振点的轻微移动会导致控制器整体性能的降低。离散化方法关系着控制器的控制精度。VPI控制器达到准确的谐振极点配置时z域的传递函数为
式中，Ts为采样周期；ωg为电网角频率；h为选定频率次数。
本示例性实施方式中，可以采用TMS320F28377D中具备三角数学单元(Trigonometric Math Unit,TMU)，故式中的余弦项不需泰勒展开或进行插值计算。
此外，上述附图仅是根据本发明示例性实施例的方法所包括的处理的示意性说明，而不是限制目的。易于理解，上述附图所示的处理并不表明或限制这些处理的时间顺序。另外，也易于理解，这些处理可以是例如在多个模块中同步或异步执行的。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其他实施例。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由权利要求指出。
应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限。
Claims (9)
1.一种变流器设备输出电压质量综合控制方法，其特征在于，所述方法包括：
在确定柔性直流输电用变流器系统中变流器输出电压不平衡时，对输出电压的负序旋转坐标系下对负序电压进行比例积分PI控制，负序旋转坐标系下的负序电压PI控制器折算到正序旋转坐标系下的负序电压控制器等效为基于余弦信号内模函数的广义积分控制器；
推导出矢量比例积分VPI控制器传递函数为：
其中，kph为VPI控制的比例系数；krh为VPI控制器的增益系数；hωg为VPI控制器的选频频率；
根据所述PI控制器以及矢量比例积分控制器控制基波电压，基波电压控制器开环传递函数为：
其中，kpp为正序基波电压PI控制器的比例参数；kip为正序基波电压控制器的积分参数；kpn为负序基波电压VPI控制器的比例系数；krn为负序基波电压VPI控制器的增益系数；
绘制基波电压控制器的开环传递函数bode图，确定基波电压控制器在补偿不平衡电压时的零稳态误差。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在两相静止坐标系中对指定次谐波电压进行补偿，谐波电压控制器的开环传递函数为:
其中，kph为指定次谐波电压VPI控制器的比例系数；krh为指定次谐波电压VPI控制器的增益系数。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
将柔性直流输电用变流器系统中变流器输出电压进行分解：
正序电压分量为：
其中，up为输出电压正序分量的幅值，为输出电压正序分量的初始相角；
三相静止坐标系到两相正序旋转坐标系的变换矩阵为：
负序电压分量为：
其中，un为输出电压负序分量的幅值，ψ为输出电压负序分量的初始相角；
将输出电压负序分量代替输出电压正序分量带入式，取ψ＝0，计算结果为：
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，负序旋转坐标系下的负序电压PI控制器折算到正序旋转坐标系下的负序电压控制器为：
其中，kpn为负序基波电压控制器的比例参数；kin为负序基波电压控制器积分参数；ωg为电网角频率。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述柔性直流输电用变流器系统在并网时采用电流环控制策略，电流环给定值为可调系数倍数的负载电流采样值。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述变流器柔性直流输电用变流器系统在离网时采用恒压/恒频控制策略，电压环给定为并网开关侧检测的电网电压值，相位基准为电网电压相位。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，VPI控制器参数包括VPI控制器的增益系数krh以及VPI控制的比例系数kph，所述方法还包括：
对VPI控制器参数进行设计，其中，对VPI控制器的增益系数krh设置固定值；对VPI控制的比例系数kph设置多个不同的考察值；
分别根据设置的多个VPI控制的比例系数kph的变化分析各个考察值对VPI控制器的影响，并确定VPI控制器参数。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在确定VPI控制器参数后，通过z变换在DSP上进行数字控制，VPI控制器达到准确的谐振极点配置时z域的传递函数为
其中，Ts为采样周期；ωg为电网角频率；h为选定频率次数。
9.一种柔性直流输电用变流器系统，其特征在于，所述系统包括多片DSP以及FPGA，其中：
FPGA处理硬件用于保护模块传来的IO故障处理、PWM转接以及30路片外ADC采样；
多片DSP包括核心DSP，故障信息与ADC采样值由FPGA传输至核心DSP；核心DSP用于完成控制算法设计，核心DSP的CPU用于片内ADC采样、控制与PWM脉冲输出、逻辑状态机控制、设备保护与设备外的开关量反馈采集；其中，多片DSP之间采用双口SRAM通讯。
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