有源中点钳位型三电平并网逆变器多目标优化预测控制

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有源中点钳位型三电平并网逆变器多目标优化预测控制有源中点钳位型三电平变换器作为并网逆变器能够实现功率器件的热损耗平衡，适用于光伏发电系统中。

目录

一、案例简介

本项目针对传统NPC三电平并网逆变器开关管发热不均衡等问题，提出了一种ANPC三电平并网逆变器的多目标模型优化预测控制方法，利用三电平输出的开关状态需要遵循单位电平跳变的原则，剔除不符合跳变原则的开关状态，减少模型滚动优化的次数。针对开关管的发热不均衡问题，根据ANPC三电平并网逆变器的结构特点，通过对开关管的开通和关断损耗进行线性拟合，实时的计算各开关的功率损耗，把各开关管的不均衡损耗加入到目标价值函数中实现不均衡损耗的最小化。最后通过ANPC三电平并网逆变器直接功率控制的实验结果验证所提控制方法的正确性和有效性。

二、技术要点

针对NPC三电平变换器各开关管功率损耗不平衡的问题，本项目以ANPC三电平变换器为研究对象，提出了一种多目标模型优化预测控制算法（MO2-MPC）方法，有效减少模型预测滚动优化的次数，并缩短整个预测控制的计算时间，同时在目标价值函数中还考虑到开关管功率损耗的问题，实现ANPC三电平并网逆变器各开关管的损耗均衡，进而达到增大装置输出功率的目的。最后通过仿真和实验对所提控制方法进行了验证。

三、应用场景

光伏发电系统

四、应用成效

本项目通过提出和分析ANPC三电平并网逆变器MO2-MPC的控制原理，给出了MO2-MPC控制实现的具体方法，采用MO2-MPC控制可以有效减少模型预测滚动优化的次数，大大减少处理器所需的运算时间，同时很好的实现了三电平并网逆变器的单位功率因数控制，系统具备很好的动静态性能；同时通过对ANPC三电平并网逆变器各开关管的损耗情况进行分析建模，推到了各开关管功率损耗的均衡计算公式，最后通过实验结果进一步验证了上述所提控制方法，达到了预期的实验效果，证明了控制算法的正确性。