基于模型预测控制的 MMC-HVDC 系统控制策略研究.pdf

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1、第44卷第10期电力系统保护与控制Vlo1．44NO．102016年5月l6日PowerSystemProtectionandControlMay16，2016DOI：10．7667／PSPC151146基于模型预测控制的MMC—HVDC系统控制策略研究代高富，符金伟，周胜，张冬凯(1．西南交通大学电气工程学院，四川成都610031；2．中国电力科学研究院，北京100192)摘要：为提高基于模块化多电平换流器的直流输电系统(MMC．HVDC)电流内环的动态响应速度，提出了一种MMC-HVDC系统的模型预测控St

2、](Modelpredictivecontrol，MPC)方法。该方法通过预测模型、反馈校正和滚动优化得到最优的电压控制量，克服了传统双闭环控制PI参数整定困难和动态响应慢的问题。针对外环PI控制器参数对系统参数敏感的问题，对PI控制器参数进行了自适应调整，根据控制器的输入偏差和输出的大小来调整pI参数，提高了控制器的鲁棒性。针对子模块电容的均压问题，采用了基于排序法的最近电平调制(NLM)均压调制算法，有效地实现了子模块电容电压的平衡。最后，通过Matlab／Simulink平台搭建了5电平的MMC．HVDC

3、系统仿真模型。仿真结果表明了该控制策略的有效性和可行性。关键词：模块化多电平变换器：MPC；准比例谐振；参数自适应；NLMStudyofcontrolstrategyforMMC—HVDCsystembased011modelpredictivecontrolDAIGaofu，FUJinwei，ZHOUSheng，ZHANGDongkai(1．SchoolofElectricalEngineering，SouthwestJiaotongUniversity,Chengdu610031，China；2．China

4、ElectricPowerResearchInstitute，Beijing100192，China)Abstract：InordertoimprovethedynamicresponsespeedoftheinnerloopoftheHVDCtransmissionsystembasedonmodularmultilevelconverter(MMC-HVDC)，amodelpredictivecontrolmethod(MPC)forMMC-HVDCsystemisproposed．Inthismethod

5、，theoptimalcontrolvoltageisobtainedbypredictingmodel，feedbackcorrectionandrollingoptimization。MPCovercomestheproblemofPIparametertuningdificultiesandslowdynamicresponseoftraditionaldoubleclosedloopcontro1．InviewoftheouterloopPIcontrollerparametersonthesystem

6、sensitivityproblem，theparametersofPIcontrollerareadjustedadaptively．TherobustnessofthecontrollerisimprovedbyadjustingthePIparametersaccordingtotheinputerrorandtheoutputofthecontroller．Inordertorealizethevoltagebalancebetweensubmodulecapacitor,theNLMvoltageba

7、lancemodulationalgorithmbasedontherankingmethodisadoptedtorealizethecapacitorvoltagebalancebetweenthesubmodules．Atlast，thesimulationmodelof5levelsMMC—HVDCsystemisbuiltonMatlab／Simulinkplatform．Thesimulationresultsshowtheeffectivenessandfeasibilityofthepropos

8、edcontrolstrategy．ThisworkissupportedbyFundamentalResearchFundsfortheCentralUniversities(No．2682014CX028)．Keywords：MMC；MPC；quasiproportionalresonance；parameteradaptive；NLM并成功应用于柔性直流输电领域J。目前，对0引言