恭喜中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司王霄鹤获国家专利权
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龙图腾网恭喜中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司申请的专利基于拓展功率的MMC模型预测功率控制系统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:CN114944771B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-06-20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:202210003866.2,技术领域涉及:H02M7/483;该发明授权基于拓展功率的MMC模型预测功率控制系统是由王霄鹤;施朝晖;陈雨薇;周才全;郦洪柯;杨飞;王克;汪天呈;黄松阁设计研发完成,并于2022-01-05向国家知识产权局提交的专利申请。
本基于拓展功率的MMC模型预测功率控制系统在说明书摘要公布了:本发明公开了一种基于拓展功率的MMC模型预测功率控制系统,包括输出功率预测模块、功率选择与目标函数计算模块、桥臂能量预测与目标函数计算模块等模块;本发明针对交流电网发生故障时,MMC存在功率脉动的问题,利用拓展功率计算方法,制定了MMC的功率参考值设计原则,并通过模型预测控制实现对于功率参考值的跟踪,有效地抑制了故障发生时的功率脉动。与已有的MMC控制策略相比,本方法能够在无需对电压和电流进行正、负序分离的条件下实现MMC有功功率脉动或无功功率脉动的抑制,且不会额外引入电流谐波分量。本发明中提出的基于拓展功率的MMC模型预测功率控制系统结构简单,具有较强的工程实用价值。
本发明授权基于拓展功率的MMC模型预测功率控制系统在权利要求书中公布了:1.一种基于拓展功率的MMC模型预测功率控制系统,其特征在于,包括采样模块、Clark变换模块、电压预测模块、输出电流预测模块、输出功率预测模块、功率选择与目标函数计算模块、桥臂能量预测与目标函数计算模块、内部环流预测与目标函数计算模块、最终目标函数计算模块、目标函数比较与控制指令输出模块; 所述采样模块中,包括: 电压采样模块,对MMC换流器交流侧三相电压Usabc,直流母线电压Udc,三相上、下桥臂子模块电压Upabci和Unabci进行采样,i=1~N,所述N为子模块个数,上、下桥臂均为N个; 电流采样模块,对MMC换流器交流侧三相电流Ivabc,MMC上、下桥臂电流Ipabc和Inabc进行采样; 所述Clark变换模块,对MMC交流侧三相电压Usabc、三相电流Ivabc、上、下桥臂电流Ipabc和Inabc、上、下桥臂子模块电压Upabci和Unabci进行Clark变换,得到α-β坐标系下对应的电压矢量Usαβ、电流矢量Ivαβ、上、下桥臂电流Ipαβ和Inαβ、上、下桥臂子模块电压Upαβi和Unαβi; 所述电压预测模块,根据本采样周期得到的电网电压Usαβ,计算下一个采样周期的电压矢量Usαβnext; 所述输出电流预测模块,根据本采样周期得到的电网电压Usαβ、电流Ivαβ,分别计算在本采样周期上、下桥臂采用不同子模块投入方法时,下一个采样周期的电流矢量Ivαβnext;其中,本采样周期共有N+1种子模块投入方法,共需要计算N+1次Ivαβnext,得到Ivαβnextm,m=1,2,...N+1; 所述输出功率预测模块,根据下一个采样周期的电压矢量Usαβnext和电流矢量Ivαβnextm,计算得到下一个采样周期的传统有功功率Pgnextm、传统无功功率Qgnextm及拓展有功功率Pgnewnextm、拓展无功功率Qgnewnextm,m=1,2,...N+1; 所述功率选择与目标函数计算模块中,包括: 控制目标选择模块,根据不同控制目标,选择对应的传统功率及拓展功率作为功率反馈值Pgselm和Qgselm; 输出功率目标函数计算模块,根据所选择的功率反馈值Pgselm和Qgselm和电流参考值Ivαβref计算输出电流目标函数J1m; 所述桥臂能量预测与目标函数计算模块,包括: 桥臂能量预测模块,根据本采样周期上、下桥臂不同子模块的电压Upαβi和Unαβi,上、下桥臂电流Ipαβ和Inαβ,分别计算在本采样周期上、下桥臂采用N+1种子模块投入方法时,下一个采样周期的不同子模块的电压值Uαmpnexti、Uαmnnexti、Uβmpnexti和Uβmnnexti,并进一步计算得到下一个采样周期的上、下桥臂子模块的总能量Epnextm和Ennextm; 桥臂能量目标函数计算模块,根据得到的上、下桥臂子模块的总能量Epnextm、Ennextm和上、下桥臂能量参考值计算桥臂能量目标函数J2m,m=1,2,...N+1,上、下桥臂能量参考值给定为NCUdc 2; 所述内部环流预测与目标函数计算模块,包括: 内部环流预测模块,根据本采样周期的上、下桥臂电流Ipαβ和Inαβ,计算得到内部环流Icαβ,再根据直流母线电压Udc分别计算在本采样周期上、下桥臂采用N+1种子模块投入方法时,下一个采样周期的内部环流Icαβnextm,m=1,2,...N+1; 内部环流目标函数计算模块,根据预测内部环流Icαβnextm和内部环流参考值计算内部环流目标函数J3m,m=1,2,...N+1;内部环流参考值给定为0; 所述最终目标函数计算模块,根据以下方法计算得到最终的目标函数Jm:Jm=p1J1m+p2J2m+p3J3m,m=1,2,...N+1,p1,p2,p3是权重因子; 所述目标函数比较与控制指令输出模块,比较采用N+1种子模块投入方法的最终目标函数Jm,m=1,2,...N+1,选择其中目标函数最小的子模块投入方法作为本采样周期的控制指令,实现对MMC换流器的控制。
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