逐级独立优化的MMC模型预测控制
来源期刊：控制工程2021年第3期
论文作者：罗 马一帆 周中正 姜建国
文章页码：510 - 518
关键词：模块化多电平换流器;模型预测控制;环流抑制;电容电压平衡;排序算法;
摘 要：模型预测控制（MPC）方法应用于模块化多电平换流器（MMC）系统时存在计算负担大、配置加权因子困难等难题。在分析MMC离散数学模型的基础上,利用系统输出电平作为控制项,提出了简化有限控制集的无加权因子的逐级独立优化模型预测控制策略。通过设计独立目标函数来逐级实现交流输出跟踪以及环流抑制的控制目标,并在环流抑制环节中引入误差补偿模块以抵偿桥臂误差电压。此外,提出的基于BFPRT算法的子模块电容电压均衡策略能够在保证电容电压控制精度的同时,避免在每个控制周期对桥臂子模块电压进行完全排序,从而提高了系统运行速度。最后MATLAB/Simulink仿真结果和MMC样机实验结果均验证了所提方法的可行性、有效性以及出色的计算效率。
罗1，马一帆1，周中正2，姜建国2
1. 上海理工大学机械工程学院2. 上海交通大学电力传输与功率变换控制教育部重点实验室
摘 要：模型预测控制（MPC）方法应用于模块化多电平换流器（MMC）系统时存在计算负担大、配置加权因子困难等难题。在分析MMC离散数学模型的基础上,利用系统输出电平作为控制项,提出了简化有限控制集的无加权因子的逐级独立优化模型预测控制策略。通过设计独立目标函数来逐级实现交流输出跟踪以及环流抑制的控制目标,并在环流抑制环节中引入误差补偿模块以抵偿桥臂误差电压。此外,提出的基于BFPRT算法的子模块电容电压均衡策略能够在保证电容电压控制精度的同时,避免在每个控制周期对桥臂子模块电压进行完全排序,从而提高了系统运行速度。最后MATLAB/Simulink仿真结果和MMC样机实验结果均验证了所提方法的可行性、有效性以及出色的计算效率。
关键词：模块化多电平换流器;模型预测控制;环流抑制;电容电压平衡;排序算法;
