适用于多端口模块化多电平交直流变换器的分段变步长模型预测控制策略

摘要：

传统模型预测控制存在计算量大及权重因子整定困难等问题,并且对于多端口模块化多电平交直流混合变换器(multi-port modular multilevel AC/DC hybrid converter,MP-M2ADHC)适用性不足.首先利用桥臂内电势等效原理分析了 MP-M2ADHC 的交直流耦合特性及内部功率平衡约束,并提出了分段变步长模型预测控制(piecewise variable step-size model predictive control,PVS-MPC)策略.通过多个寻优环节,在不同时间尺度下寻求最佳开关状态使得系统预测值与期望值的误差最小,实现了对多个控制目标单独控制.为满足预测模型精确离散化需求,进一步提出采用改进欧拉法对系统反馈值进行优化与校正,从而显著提高预测精度.最后,通过对变换器不同模式下功率双向传输的时域仿真,从输出电流跟踪、环流抑制及谐波含量等方面与传统模型预测控制进行对比,验证了所提控制策略与优化校正策略的可行性和有效性.

关键词：多端口模块化多电平变换器、桥臂内电势模型、模型预测控制、精确离散化、交直流功率双向传输

所属期刊栏目：51

分类号：TM46;TM923.61;TM7

资助基金：国家自然科学基金;山东省自然科学基金

在线出版日期：2023-05-19（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共13页

页码：13-25