MMC换流器虚拟子模块分层逆向模型预测控制

传统有限集模型预测控制应用于MMC系统时存在权重因子难以精确计算,运算负荷过大等问题。文中提出一种分层逆向模型预测控制方法,通过逆向预测网侧电压以及桥臂不平衡压降计算最优导通子模块个数,实现交流电流控制和环流抑制。无需计算系统全部子模块投切状态省去权重因子设计过程降低循环预测次数,提高了控制器的动态性能。同时运用改进的虚拟子模块循环映射方法在均压环节引入换位裕度,降低电压排序次数减少器件开关频率和控制器计算负荷增加系统稳定性。在Simulink中搭建MMC系统进行控制策略的仿真,仿真结果显示在一个预测周期内控制器预测次数降低了16%,MMC子模块均压效果明显且系统动态性能良好,验证了所提方法的正确、有效性。

MMC换流器虚拟子模块快速模型预测控制

提出一种虚拟子模块快速模型预测控制(VSF-MPC)方法。建立模块化多电平换流器(MMC)系统预测模型,提出期望输出电压预测控制,降低控制器运算负荷与耗时。同时引入虚拟子模块概念,将高优先级拾取的子模块投切方案映射至实际受控系统,以降低开关损耗。实验结果表明,所提VSF-MPC策略可有效缩短MPC策略的运算耗时,简化控制系统结构,并保持良好的动、稳态性能。

适用于少子模块混合型MMC直流故障穿越的均压调制策略

针对混合型模块化多电平换流器(HMMC)在中低压场景子模块个数受限以及直流故障穿越期间的电容电压平衡问题,提出适用于少子模块HMMC直流故障穿越的调制技术以及直流故障穿越期间的电容电压平衡控制方法。从虚拟半桥子模块角度对全桥子模块拓扑进行解耦,统一HMMC的内部拓扑。基于虚拟调制改进载波移相脉宽调制方法,提出适用于HMMC多工况运行模式切换的混合调制技术。进一步考虑直流故障穿越期间的子模块电容电压平衡需求,基于优化子模块充、放电能量分布的思想,重构脉冲映射关系,提出分层脉冲自适应平衡控制方法。仿真结果表明,所提策略实现了少子模块HMMC直流故障穿越,并有效保障了直流故障穿越过程中子模块的动态电容电压平衡。