模塊化多電平變換器模型預(yù)測控制策略研究.pdf

1、在高壓、大功率電氣工程領(lǐng)域，多電平變換器應(yīng)用廣泛。模塊化多電平變換器（Modular Multilevel Converter，MMC）是近年來提出的一種新型多電平變換器結(jié)構(gòu)。MMC在高壓直流輸電方面具有顯著的優(yōu)勢，是當(dāng)前的研究熱點。由于MMC存在相間環(huán)流和子模塊電容電壓不平衡問題，本文主要針對這兩方面對MMC的調(diào)制策略以及控制策略展開研究。
　　分析了MMC的工作原理，對應(yīng)用于MMC的載波移相正弦波脈寬調(diào)制策略和最近電平逼近調(diào)制

2、策略進行理論及仿真分析。建立了MMC在兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型及二倍頻環(huán)流模型，研究了能抑制二倍頻環(huán)流的經(jīng)典電流控制策略。
　　在兩電平逆變器模型預(yù)測控制（Model Predictive Control, MPC）策略的基礎(chǔ)上，研究了MMC的有限控制集模型預(yù)測控制（Finite Control SetMPC, FCS-MPC）策略。針對FCS-MPC策略在子模塊數(shù)目較多時存在的計算量大的問題，研究基于子模塊電容電壓排序的優(yōu)化模

3、型預(yù)測控制策略（Optical MPC，OMPC），可將N電平MMC系統(tǒng)的開關(guān)狀態(tài)降到N+1次，但控制策略的執(zhí)行過程中需考慮子模塊電容電壓的排序。
　　針對子模塊數(shù)目較多的MMC系統(tǒng)，提出一種簡化有限集快速模型預(yù)測控制策略(Reduced Finite Set-fastMPC, RFS-FMPC)，該控制策略以MMC換流器輸出電壓電平為可控變量并對其建立有限集合，簡化MPC控制結(jié)構(gòu)。RFS-FMPC策略不僅能同時滿足輸出電流跟蹤、