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

来源：电力自动化设备, 2023, 1-15.

DOI：10.16081/j.epae.202308033

• 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

基于有限控制集的模型预测控制(FCS-MPC)应用于模块化多电平变换器(MMC)时通常会暴露出计算量复杂与交流侧电流严重失真等问题。文中提出一种双矢量优化谐波电流模型预测控制策略(DVMPC)，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，所提控制策略的交流侧电流跟踪更加精准，谐波畸变率更小。

• 单位
  上海理工大学; 国网河南省电力公司