[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于橋臂電流的模塊化多電平變流器模型預(yù)測(cè)控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011295738.7
• 申請(qǐng)日: 2020-11-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112468010B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-05-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李夢(mèng)菲;常曉飛;楊歡;趙榮祥;楊勇;陸翌
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 浙江大學(xué);國(guó)網(wǎng)浙江省電力有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H02M7/483
• 分類(lèi)號(hào): H02M7/483;H02J3/36
• 代理公司: 杭州求是專(zhuān)利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 鄭海峰

1.一種基于橋臂電流的模塊化多電平變流器模型預(yù)測(cè)控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：建立模塊化多電平變流器MMC橋臂電流的離散時(shí)域模型；

步驟2：在t時(shí)刻采樣得到MMC直流側(cè)電壓、并網(wǎng)點(diǎn)電壓與各橋臂電流，代入離散時(shí)域模型中得到橋臂電流在t+T_s時(shí)刻的預(yù)測(cè)值，T_s為采樣周期；

步驟3：根據(jù)t時(shí)刻MMC向交流側(cè)傳輸?shù)墓β手噶钪登蟮肕MC交流側(cè)電流指令值，并根據(jù)MMC交、直流側(cè)瞬時(shí)功率平衡關(guān)系得出直流側(cè)流入MMC各相橋臂的電流指令值，最終計(jì)算出t+T_s時(shí)刻各橋臂電流指令值；

步驟4：將t+T_s時(shí)刻各橋臂電流指令值與預(yù)測(cè)值之差的絕對(duì)值作為代價(jià)函數(shù)，針對(duì)MMC中的每個(gè)橋臂，計(jì)算出使得代價(jià)函數(shù)最小的投入子模塊個(gè)數(shù)；

步驟5：根據(jù)電容電壓排序算法確定每個(gè)橋臂中具體應(yīng)投入的子模塊，控制子模塊的開(kāi)通與關(guān)斷；

步驟6：每隔一個(gè)采樣周期T_s，重復(fù)以上步驟。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于橋臂電流的模塊化多電平變流器模型預(yù)測(cè)控制方法，其特征在于，所述的步驟1具體為：

建立橋臂電流表達(dá)式如下：

式中，L₀、R₀分別表示MMC橋臂電抗值與等效電阻值，i_pj與i_nj分別表示j相的上橋臂電流與下橋臂電流，j＝a,b,c；u_pj與u_nj分別表示j相的上、下橋臂電壓，U_dc表示MMC直流側(cè)電壓，u_sj表示MMC并網(wǎng)點(diǎn)電壓；

利用差分公式對(duì)式(1)進(jìn)行離散化，得出MMC橋臂電流的離散時(shí)域模型如下：

式中，i_pj(t+T_s)、i_nj(t+T_s)分別代表上、下橋臂電流在t+T_s時(shí)刻的預(yù)測(cè)值，i_pj(t)、i_nj(t)則表示橋臂電流在t時(shí)刻的采樣值，U_dc(t+T_s)、u_sj(t+T_s)分別表示在t+T_s時(shí)刻直流側(cè)電壓值與MMC并網(wǎng)點(diǎn)電壓值，由于采樣周期較小，認(rèn)為U_dc(t+T_s)＝U_dc(t)，u_sj(t+T_s)＝u_sj(t)；u_pj(t+T_s)、u_nj(t+T_s)表示(t+T_s)時(shí)刻的上、下橋臂電壓值，u_pj＝n*U_c，其中U_c表示子模塊電容電壓值，n表示上橋臂投入的子模塊數(shù)目。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于橋臂電流的模塊化多電平變流器模型預(yù)測(cè)控制方法，其特征在于，步驟3中所述的橋臂電流指令值的計(jì)算方法如下：

橋臂電流指令值的表達(dá)式為：

式中，i_pj^*和i_nj^*分別表示j相的上橋臂電流指令值與下橋臂電流指令值，其由i_sj^*、i_cirj^*、i_dcj^*計(jì)算得到；i_sj^*表示j相交流側(cè)電流指令值，由功率指令值經(jīng)PI控制環(huán)得出；i_cirj^*表示MMC內(nèi)部環(huán)流指令值；i_dcj^*表示直流側(cè)流入MMC j相橋臂的電流指令值，由交、直流側(cè)瞬時(shí)功率的平衡關(guān)系得出。