低频工况下MMC模型预测控制策略

作者：张莉; 熊永圣; 王连强; 康壮; 马瑞

来源：中国电机工程学报, 2023, 43(04): 1547-1556.

DOI：10.13334/j.0258-8013.pcsee.212644

• 模块化多电平换流器
• 模型预测控制
• 低频控制
• 桥臂电压差控制
• 子模块均压控制

模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)在船舶电力推进系统、电力传动以及变频驱动等领域有着广泛的应用前景。然而，MMC在启动或低频运行时，子模块(sub-module,SM)电容电压波动急剧增大，严重危害了MMC系统的安全运行。文中提出一种MMC低频SM电容电压波动抑制的模型预测控制策略。建立含共模电压的电流预测模型及桥臂电压差预测模型，构建统一控制代价函数对参考值与实测值的误差进行评估。在滚动优化中采用2N+1电平输出方式，可为低频MMC的最优控制提供更多的选择自由度。为验证所提控制策略的可行性与有效性，对其进行仿真和实验研究。结果表明，所提的控制策略能有效抑制低频时MMC子模块电压的波动，降低系统输出电流谐波含量，提升MMC系统安全运行能力。

• 单位
  大连理工大学; 电气学院