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龙图腾网恭喜中国矿业大学申请的专利一种MMC最优开关序列模型预测控制算法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN114614691B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-04-04发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202210218901.2，技术领域涉及：H02M7/5387；该发明授权一种MMC最优开关序列模型预测控制算法是由公铮;高子仪;梁建国;郑长明;戴鹏设计研发完成，并于2022-03-07向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种MMC最优开关序列模型预测控制算法在说明书摘要公布了：本发明给出了一种模块化多电平变换器的最优开关序列模型预测控制算法，包括以下步骤：将三相MMC的电流预测模型转换成电压预测模型；将预测电压矢量转化到g‑h坐标系下，选出三个最近的电压基矢量；筛选使开关动作次数最少的开关状态组合，得到对称的七段式开关序列；对价值函数求取极值，得到各个矢量的最优作用时间；令上、下桥臂电压之和跟随期望值，来抑制相间环流；利用排序均压算法完成MMC变换器的开关控制。该方法可推广至任意电平，且算法的复杂程度不变。与传统的模型预测相比，该方法实现了固定的开关频率，消除了权重因子，降低了谐波含量，减少了计算负担，提高了输出电流跟踪精度。

本发明授权一种MMC最优开关序列模型预测控制算法在权利要求书中公布了：1.一种MMC最优开关序列模型预测控制算法，其特征在于将三相MMC的电流预测模型转换成电压预测模型，将预测电压矢量转化到g-h坐标系下，选出三个最近的电压基矢量，筛选使开关动作次数最少的开关状态组合，得到对称的七段式开关序列，对价值函数求取极值，得到各个矢量的最优作用时间，令上、下桥臂电压之和跟随期望值，来抑制相间环流，最后利用排序均压算法完成MMC变换器的开关控制，具体包括以下步骤：步骤一：建立MMC变换器输出电压矢量离散预测模型，并对预测出的电压矢量进行过调制处理；步骤二：将预测电压矢量转化到g-h坐标系下并选出三个最近的电压基矢量，筛选使开关动作次数最少的开关状态组合，得到对称的七段式开关序列；步骤三：选用预测电流与参考电流的方差函数作为代价函数，对代价函数求偏导，得到各电压基矢量的最优作用时间；步骤四：由环流离散预测模型，计算k+1时刻各相上、下桥臂电压之和的期望值，再根据子模块电容电压的离散预测模型，将桥臂视为一个整体，计算各相上、下桥臂电压之和的预测值，通过调整各桥臂投入的子模块个数，消除桥臂电压期望值与预测值的误差，从而抑制环流；步骤五：结合七段式开关序列与环流抑制目标，得到最优开关序列，进而利用排序法平衡子模块电容电压并发出控制脉冲；所述步骤一中建立输出电压矢量离散预测模型，根据基尔霍夫定律以及电容、电感的电压电流约束关系得到MMC变换器输出电流的时域数学模型，并利用前向欧拉法对其离散化得到离散域数学模型，再根据此模型得到相电压离散模型，将三相电量合成得到输出电压矢量预测模型；由于采样时间Ts非常小，可将式中k+1时刻电压矢量近似为k时刻的电压矢量，通过电压采样获取，同理，将k+1时刻电流矢量近似为k时刻的参考电流矢量，以控制交流侧电流；所述步骤一中对预测出的电压矢量进行过调制处理，为了防止预测电压矢量超出调制区，由几何关系，计算出与预测电压同角度所允许的最大矢量的模，若预测矢量的模大于最大矢量的模，则将预测矢量重新设定为同角度的最大矢量，若小于则保持不变；所述步骤二中筛选使开关动作次数最少的开关状态组合，得到对称的七段式开关序列，由于一个基矢量可能对应多个不同的开关状态组合，定义价值函数，对序列中各电压矢量的冗余开关状态进行滚动优化，选出相对前一开关状态变化最小的开关状态，得到对称的七段式开关序列；所述步骤五中利用排序法平衡子模块电容电压，根据桥臂内所有子模块电容电压的实时排序结果，当桥臂电流为充电特性时投入电容电压较低的子模块，当桥臂电流为放电特性时投入电容电压较高的子模块；所述的一种MMC最优开关序列模型预测控制算法，其特征在于：将参考输出电流转化为期望输出电压，具体如下：MMC逆变器交流测j相电流的离散预测模型为： 式中：ijk+1，upjk+1和unjk+1分别为k+1时刻交流测的j相电流、j相上桥臂电压及下桥臂电压；L和R分别为交流侧电抗和电阻；Lo和Ro分别为桥臂电抗和电阻；Ts为采样时间；根据基尔霍夫电压定律可得到以下关系： 式中：ujk+1为k+1时刻MMC的j相输出电压；将上式与相电流离散模型联立，并对三相电量进行合成可得： 式中：ik+1，uk+1和ik为相关三相电量合成矢量；为了实现对输出电流的跟踪，将k+1时刻电流矢量设为参考电流矢量i*k+1，由于采样时间Ts非常小，可近似为i*k；对上式进行变换，可得电压矢量预测模型： 式中：upk+1为期望输出电压矢量。

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