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摘要
为提升模块化多电平变换器的性能，设计了一种由半桥子模块结合1个全桥子模块构成的增强型混合模块化多电平变换器及其模型预测控制器。首先，分析新型模块化多电平变换器拓扑的环流和额外全桥子模块产生的差分电压；在此基础上，以环流抑制控制和两类子模块的电容电压平衡为控制目标，设计多目标约束模型预测控制器。其次，为了避免输出电压和差分电压的不必要变化，对控制器的状态切换进行优化，并增加了成本函数中的相关惩罚项。然后，基于冗余全桥子模块，模块化多电平变换器采用2N+1调制来生成输出电压。最后，对模块化多电平变换器样机进行测试，测试结果验证了增强型混合模块化多电平变换器具有输出性能较优，且在配置全桥子模块后，半桥子模块的开关频率降低，相对于只包含半桥子模块的模块化多电平变换器，其功率损耗大为减小，并具备容错运行的能力。
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单位黄河科技学院; 中原工学院信息商务学院
