模型预测控制能够简化控制结构,动态性能优越,被广泛运用于诸如模块化多电平换流器(MMC)等复杂的非线性系统,但传统的模型预测控制存在权重因子无法精确设计、计算量庞大以及开关频率高的问题。为解决上述问题,提出一种基于固定频率的...模型预测控制能够简化控制结构,动态性能优越,被广泛运用于诸如模块化多电平换流器(MMC)等复杂的非线性系统,但传统的模型预测控制存在权重因子无法精确设计、计算量庞大以及开关频率高的问题。为解决上述问题,提出一种基于固定频率的模型预测控制(Fixed frequency control-Model Predictive Control,FF-MPC)策略,该策略通过采用独立的指标函数完成交流电流追踪、环流抑制以及子模块电容电压均衡,无需权重因子整定,且能够减少系统开关状态组合计算次数;同时,将双保持因数引入电容电压排序算法,减少开关器件投切次数,并在此基础上设计了固定频率控制器,能够有效实现开关频率的固定控制。最后,基于MATLAB/Simulink搭建了11电平MMC-HVDC仿真模型,结果表明在FF-MPC控制下输出波形质量更高,频率固定效果良好,验证了FF-MPC的有效性和正确性。展开更多
在中压直流(medium voltage direct current,MVDC)输电系统中,模块化多电平变换器(modular multilevel converter,MMC)各桥臂子模块数往往较少,因此采用传统最近电平逼近(nearest level modulation,NLM)策略进行调制时各电平持续时间较...在中压直流(medium voltage direct current,MVDC)输电系统中,模块化多电平变换器(modular multilevel converter,MMC)各桥臂子模块数往往较少,因此采用传统最近电平逼近(nearest level modulation,NLM)策略进行调制时各电平持续时间较长,从而导致交流侧输出谐波含量升高。为解决上述问题,提出了一种适用于MMC-MVDC的无差拍最近电流逼近(deadbeat nearest current modulation,DNCM)控制策略,该策略在各电平持续时间内,根据交流侧实际电流和参考电流差值确定子模块开通数量,通过降低MMC单一电平持续时间来改善交流侧谐波畸变,且各子模块开关频率较低,谐波改善程度与子模块数无关。同时,定量分析了DNCM的控制原理,并得到了电流误差的波动范围。最后,在Matlab/Simulink中搭建了MMC-MVDC仿真模型,验证了所提控制策略的有效性。展开更多
文摘模型预测控制能够简化控制结构,动态性能优越,被广泛运用于诸如模块化多电平换流器(MMC)等复杂的非线性系统,但传统的模型预测控制存在权重因子无法精确设计、计算量庞大以及开关频率高的问题。为解决上述问题,提出一种基于固定频率的模型预测控制(Fixed frequency control-Model Predictive Control,FF-MPC)策略,该策略通过采用独立的指标函数完成交流电流追踪、环流抑制以及子模块电容电压均衡,无需权重因子整定,且能够减少系统开关状态组合计算次数;同时,将双保持因数引入电容电压排序算法,减少开关器件投切次数,并在此基础上设计了固定频率控制器,能够有效实现开关频率的固定控制。最后,基于MATLAB/Simulink搭建了11电平MMC-HVDC仿真模型,结果表明在FF-MPC控制下输出波形质量更高,频率固定效果良好,验证了FF-MPC的有效性和正确性。
文摘在中压直流(medium voltage direct current,MVDC)输电系统中,模块化多电平变换器(modular multilevel converter,MMC)各桥臂子模块数往往较少,因此采用传统最近电平逼近(nearest level modulation,NLM)策略进行调制时各电平持续时间较长,从而导致交流侧输出谐波含量升高。为解决上述问题,提出了一种适用于MMC-MVDC的无差拍最近电流逼近(deadbeat nearest current modulation,DNCM)控制策略,该策略在各电平持续时间内,根据交流侧实际电流和参考电流差值确定子模块开通数量,通过降低MMC单一电平持续时间来改善交流侧谐波畸变,且各子模块开关频率较低,谐波改善程度与子模块数无关。同时,定量分析了DNCM的控制原理,并得到了电流误差的波动范围。最后,在Matlab/Simulink中搭建了MMC-MVDC仿真模型,验证了所提控制策略的有效性。