基于多步模型预测控制的模块化多电平换流器环流控制策略

作     者：郭鹏 何志兴 罗安 徐千鸣 周发云 岳雨霏 周奔 GUO Peng;HE Zhixing;LUO An;XU Qianming;ZHOU Fayun;YUE Yufei;ZHOU Ben

作者机构：国家电能变换与控制工程技术研究中心(湖南大学)湖南省长沙市410082 

出 版 物：《电力系统自动化》 (Automation of Electric Power Systems)

年 卷 期：2017年第41卷第16期

页      面：137-143,157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] 

主　　题：模块化多电平换流器 环流抑制 模型预测控制 多步预测 

摘      要：模块化多电平换流器(MMC)以其结构模块化、低谐波输出以及冗余控制等优点在中高压领域得到了广泛的关注与研究。推导了MMC离散数学模型,提出了基于多步模型预测控制的MMC环流控制方法,能够实现桥臂环流的多步优化控制并有效地降低预测控制计算量。首先利用环流电流离散状态方程进行单步环流预测,再选取满足单步预测效果的投入模块数进行多步环流预测,最终求解出桥臂投入模块数的优化解,实现环流电流的多步优化控制,从而有效地抑制环流中的谐波电流。所提多步预测控制利用单步预测得到的优化解构建多步预测的有限控制集,可以大幅减少多步预测所需要的循环预测次数,有效地降低控制器的计算量。最后在PSCAD/EMTDC中搭建了201电平MMC时域仿真控制系统,仿真结果验证了所提方法的正确性与有效性。