为了解决传统模块化多电平变流器(MMC)控制器参数过多,参数整定复杂且对控制参数敏感,以及已有MMC模型预测控制(MPC)方法计算量过大、实用性不强等问题,提出一种新型MMC模型预测控制方法,通过建立相应代价函数对MMC相电流、桥臂环流和子模块电压进行分层控制,从而大幅度减少计算量。对相电流模型预测控制的误差进行理论分析并提出补偿措施,提高了相电流控制精度。在Matlab/Simulink平台搭建了11电平MMC仿真系统进行仿真验证。结果表明,新型MMC模型预测控制方法单次运算耗时仅为已有模型预测控制方法的0.24%,相电流误差得到有效校正补偿,功率响应时间短且无超调,验证了新型MMC模型预测控制方法具有计算量低、动态响应快、稳态精度高的特性。环流抑制。本文采用分层控制的方式，对其进行改进。对于一个桥臂子模块数量为N的N+1电平MMC，假定其子模块的电压已经得到良好的均衡控制，即被控制为Udc/N，则其每相输出相电压uj的范围可表示为(2),,,0,,2222jUNUNUUuNN∈，(7)对式(4)采用1阶前向差分近似，在采样时间为sT时，可在t时刻计算下一时刻st+T不同输出相电压对应的相电流预测值s(+)jitT，其表达式如下sss图2MMC单相等效电路Fit为t时刻相电流的测量值；s()jut+T的取值范围如式(7)所示；ss()jut+T为st+T时刻网侧的相电压，在采样时间sT较小时，可用t时刻相电压的测量值近似，即sss()()jjut+T≈ut。若st+T时刻相电流的参考值为s()jitT+，

转载 则可建立相电流控制的代价方程为iss()()jjJitTitT=++(9)在t时刻，通过计算所有可能输出相电压s()jut+T的代价方程iJ的值，选取iJ值最小的相电压作为该相st+T时刻的相电压输出值模型预测控制方法-电动折弯机数控滚圆机滚弧机张家港钢管滚圆机弯管机，记为s()jutT+，即可实现相电流的最优控制，此时每相需计算代价方程的次数为N+1。st+T时刻MMC上下桥臂的电压参考值可以表示如下：utT+的取值范围均为。1.3环流抑制由式(5)可以看出各相桥臂内部电流受MMC直流侧电压和上下桥臂的电压之和的影响，且与MMC外部特性无关。 验证本文所述理论的正确性和有效性，在平台搭建了每个桥臂有10个子模块的模块化多电平变流器模型预测控制仿真系统，其整体系统拓扑结构如图1所示，仿真系统的参数设置见表2。为了验证本文前述相电流控制误差分析与补偿理论的正确性，对采取误差补偿前后的MMC相电流模型预测控制效果进行了对比研究。图5为未采取参考电流校正和斜率限制的相电流控制的仿真波形，图6为采取参考电流校正和斜率限制的相电流控制的仿真波形。t=0时，d轴参考电流为300A，q轴参考电流为0；t=0.1s时，d轴参考图3新型模型预测控制方法框C图4时间复杂度比值与单桥臂子模块数量关系图保持不变，q轴参考电流变为200A。图5(a)和图6(a)为dq轴电流响应波形。由于R′的值相对于ωL′值较小，故由式(27)可知d(q)轴电流稳态误差主要取决于q(d)轴电流给定。由图5(a)看出，0qi=时di与其参考值300A间几乎没有误差，此时qi<qi，存在稳态误差；当qi=200A时，di上也出现显著误差，导致di>di，此时q轴电流与参考值间的误差保持不变。由图6(a)可知，dq轴电流的误差得到了有效校正补偿，且由于采用了斜率限幅，避免了dq轴电流给定变化时，dq轴电流发生暂态波动的不利影响。图5(b)、图6(b)为由dqi计算得模型预测控制方法-电动折弯机数控滚圆机滚弧机张家港钢管滚圆机弯管机 转载