模块化多电平变换器改进两段式模型预测控制

作     者：李天皓 姚磊 张帅龙 LI Tianhao;YAO Lei;ZHANG Shuailong

作者机构：上海理工大学机械工程学院上海200093 国网河南省电力公司西平供电公司河南驻马店463900 

出 版 物：《电力自动化设备》 (Electric Power Automation Equipment)

年 卷 期：2024年第44卷第4期

页      面：96-104页

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] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51707121) 

主　　题：模块化多电平变换器 改进两段式模型预测控制 附加冗余子模块 电容电压均衡 总谐波畸变率 

摘      要：基于有限控制集的模型预测控制应用于模块化多电平变换器(MMC)时通常会暴露出计算复杂与交流侧输出电流严重失真等问题。提出一种双矢量优化谐波电流模型预测控制策略,即改进两段式模型预测控制,可减少开关状态组合计算量,进一步优化交流侧输出电流。推导了MMC离散数学模型,并构建无权重因子的代价函数,通过计算实际电流与参考电流包围的最小面积重新定义同一周期内两阶段开关信号的占空比,并引入一种附加冗余子模块的方法抑制桥臂环流,接着提出一种败者树多路归并排序算法均衡电容电压。在MATLAB/Simulink平台搭建三相23电平MMC仿真模型验证该策略的有效性。相比于两段式模型预测控制,所提策略的交流侧输出电流跟踪更加精准,谐波畸变率更小。