基于循环寻优的模块化多电平换流器模型预测控制

张 虹， 葛得初， 白 洋

(东北电力大学电气工程学院， 吉林省 吉林市 132012)

1 引言

随着输电技术的不断发展，柔性直流输电在世界范围内得到广泛的关注和研究，而模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter，MMC)又是柔性直流输电技术领域中新的应用[1-4]。模块化多电平换流器作为一种新型电压源变换器，相比较于传统两电平或三电平拓扑结构的电压源换流器，其优点体现在模块化冗余设计，波形质量高，电压等级提高和故障处理能力强等方面[5-9]，因此，基于MMC的高压直流输电系统成为柔性直流输电领域的研究热门。

尽管MMC具有诸多技术上的优势，但由于其拓扑结构的特殊性，导致交流侧相电流控制、子模块电容均压控制以及各相桥臂之间环流抑制成为其应用中亟需解决的问题。各独立子模块电容电压的不平衡与相间环流的存在都会影响系统运行的稳定性和安全性。如何把效果较好的控制方法合理地应用于MMC-HVDC系统中仍然值得深入讨论。现有针对MMC的控制方法大多基于经典控制理论进行设计，多采用PI控制器，其结构虽然简单，但控制过程调节时间过长[10]，且控制器参数依赖于精确的系统模型而不易整定，不利于系统长期运行使用，所以在一定程度上限制了其应用。文献[11]采用基于两相静止坐标变换的控制策略，该策略避免了两相旋转坐标系统中的电流交叉耦合项，不需前馈解耦，通过双闭环控制器实现电容电压均衡和环流抑制，控制系统更加简单，但其无法避免因控制器参数众多而较难整定的问题。……