yapunov函数^，VnQ表示第一Lyapunov函数值，贝丨J:
[0027]
(4)
[0028] 式中：匕表不第一Lyapunov函数值的一阶导数，4表不第一误差项导数，xlre/表不 第一状态变量参考值导数，将X 2看成X1子系统的虚拟输入，根据Lyapunov渐进稳定理论，伪 控制量X2的选取应使4 <〇，因此取X2期望值为(^，计算公式如下：
[0029]
(5)
[0030] 其次，令Ζ2 = α?-Χ2考虑(X1，Z2)子系统，其中Z2为d轴电流期望值与实际值X2之差， 将X2代入公式（4)得至丨丨：
[0031]
(6)
[0032] 为(X1，z2)子系统构造正定函数：
[0033]
[0034] (8)
[0035]
[0036]
[0037]
[0038]
[0039] 此时，《彳:=-^2 在控制量Udi、Uqi的作用下系统渐进稳定;其中ki、k2表示 可调控制参数，Vni表示第二Lyapunov函数值，t表示第二Lyapunov函数值的导数，.4表示 第二状态变量期望值导数，表示第二状态变量参考值二阶导数，:f表示第一输入项一阶 导数。
[0040] 优选地，步骤2中的平滑切换方法是指：当直流电压超过系统允许的最大电压值时 亥IJ，设置切换标志位Fmax为1，功率控制器中积分环节快速增加至正饱和限值，最终电压控制 器输出有效，平滑切换为电压控制；当直流电压小于系统允许的最小电压值时刻，设置切换 标志位F_Sl，功率控制器中积分环节快速减小至负饱和限值，最终电压控制器输出有效， 平滑切换为电压控制。
[0041] 与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
[0042] 1、本发明提供的用于多端柔直输电系统的改进协调控制方法能够实现定电压控 制的换流站完全退出的极端工况下，通过反步电压控制器，有效地减小暂态过电压程度。
[0043] 2、本发明提供的用于多端柔直输电系统的改进协调控制方法与下垂控制策略结 合，能较好地实现系统直流电压的稳定控制，充分发挥其多端协调功能，提高系统抗干扰性 能。
【附图说明】
[0044]通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、 目的和优点将会变得更明显：
[0045]图1为四端系统简化系统结构图；
[0046]图2为定电压站外特性图；
[0047]图3为定功率站外特性图；
[0048] 图4为定功率控制站中控制器平滑切换结构示意图；
[0049] 图5为定功率站反步电压控制器结构示意图。
【具体实施方式】
[0050] 下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术 人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术 人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明 的保护范围。
[0051 ]本发明通过在多端系统定电压站全部退出的极端故障工况下，换流站控制模式切 换过程中，设置取最大-最小环节(Max-Min)实现定电压和定功率控制器输出选择，同时为 防止暂态过程中控制器反复切换造成系统震荡，提出在Max-Min控制环节增加切换标志位， 利用切换标志(F max和Fmin)动态设置电压控制器和功率控制器中积分环节输出幅值，即利用 积分环节的慢变特性来避免暂态控制模式频繁切换换流站控制模式对系统的影响;并设计 将反步法应用于定功率站的电压下垂控制器，旨在解决多端系统中定电压站退出后，定功 率控制站转换为定电压控制时系统直流电压波动较大的问题。
[0052]具体地，本发明包括以下步骤：
[0053]第一步，基于图1四端系统简化系统结构，换流站1~换流站3为风电场侧换流站， 换流站4为网侧换流站，所述换流站可简化为图1中电流源与等效电容并联结构，Rl~R4为 输电线路等效电阻。
[0054]所述系统结构为并联方式的星形拓扑结构。星型结构中各换流站直流电流控制相 对独立，有利于实现直流网络的功率平衡控制，提高整个多端直流系统稳定性，同时也有利 于多端协调控制策略的实现。在各换流站之间，系统传输功率根据下垂系数分配，确保系统 中同时有两个定电压站存在，且保持各换流站之间的功率平衡。
[0055] 如图2所示，定电压控制站可通过设置电流调节器输出限幅实现定电压和定功率 控制的平滑切换。同样如图3所示，当定功率站检测到直流电压超过设定阈值，转换为带下 垂特性的定电压控制站，根据系统允许运行的最大、最小直流电压(Edc^ max和Edyin)设计平 滑切换方法。
[0056] 第二步，在Max-Min控制环节增加切换标志位，利用切换标志(Fmax和Fmin)动态设置 电压控制器和功率控制器中积分环节输出幅值，即利用积分环节的慢变特性来避免暂态控 制模式频繁切换，FmaJPF min输出逻辑如图4所示，所述平滑切换过程包括以下步骤：
[0057] 1)当直流电压反馈值Ei( i = 1，3，i为换流站标号），在正常运行范围内（即:Edc_max> EOEdqin)时，图中电压控制器1和电压控制器2输出分别为正、负饱和限值，经Max-Min环节 最终输出d轴电流给定值idrefi为功率控制器输出。并设置标志位Fm^PFmin均为0。
[0058] 2)当直流电压反馈值EOEux时，设置Fmax为1，利用F max= 1标志设置功率控制器 中积分环节快速增加至正饱和限值，最终idrefl为电压控制器1输出，实现图3中A点的平滑切 换，切换后输出特性为图中AB段。当直流电压下降，且功率恢复至给定值Pref以下，功率控制 器中积分环节再开始反向积分，系统才由Min环节切换回功率控制器输出，因此利用积分环 节的慢变特性可避免电压控制器1和功率控制器间的频繁切换。
[0059] 3)当直流电压反馈值ΕΧΕ?η时，设置Fmin为1，利用Fmin=I标志设置功率控制器 中积分环节快速减小至负饱和限值，实现图3中B点的平滑切换，切换后输出特性为图中BD 段，与上述同理通过F_=l标志避免电压控制器2和功率控制器间的频繁切换。
[0060] 第三步，设计将反步法应用于定功率站的电压下垂控制器，如图5所示，旨在解决 多端系统中定电压站退出后，定功率控制站转换为定电压控制时系统直流电压波动较大的 问题。
[0061 ] 所述定功率站反步电压控制器设计方法包括以下步骤：
[0062] 1)基于变流器同步旋转d_q坐标系下数学模型公式(I)，
[0063]
1)
[0064] 其中，d轴定向在电网电压矢量上，即q轴电压Esq = 0,Ed。为直流电压，Id、I<^v别为 变流器输出电流的d、q轴分量，即系统有功和无功电流，即系统有功和无功电流，u cd、ucq分 别表示变流器交流侧d、q轴电压，C为换流器直流侧等效电容，Uq、R分别为变流器交流等效 输入电感和电阻。
[0065] 将变流器数学模型直流电压控制部分重写如下：
[0068] 2)按照反步法理论，首先，考虑X1子糸统，定义直流电压Edc的跟踪误差为Z 1,则：[0069] Zi = Xiref-Xi (3)选取正定Lyapunov函数 4 =去蛘，贝丨J:
[0066]
[0067]
[0070]
(4)<