模块化多电平有源电力滤波器误差反馈模型预测控制策略OA北大核心CSTPCD

有源电力滤波器(active power filter, APF)应用在高电压大容量场合需要采用模块化多电平换流器(modular multilevel converter, MMC)结构,然而,由于系统阻抗等参数与实际参数存在偏差,导致传统模型预测控制(model predictive control, MPC)输出预测值失去最优性,最终影响MMC-APF补偿效果。为此,针对MMC-APF提出一种误差反馈模型预测控制策略,通过结合MPC与电压排序算法将每个控制周期开关状态计算量从C2NN次降低至N+1次,并分别设计输出补偿谐波控制、环流抑制以及子模块电容能量均衡控制的评价函数,同时引入误差反馈对预测值进行修正,降低了预测值与输出值之间的稳态跟踪误差,从而提高了网侧电流谐波补偿效果,并实现对环流的有效抑制以及子模块电容能量均衡。在Matlab/Simulink仿真平台进行了验证,仿真实验结果表明:采用所提控制策略,MMC-APF能够将网侧电流谐波含量由27.6%降至0.2%,证明了所提控制策略的正确性及有效性。