第３８卷第２期湖北工业大学学报２０２３年０４月Ｖｏｌ．３８Ｎｏ．２ＪｏｕｒｎａｌｏｆＨｕｂｅｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＡｐｒ．２０２３■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■［收稿日期］２０２１－１０－２９［第一作者］汪健（１９９５－），男，湖北黄冈人，湖北工业大学硕士研究生，研究方向为电力电子技术［文章编号］１００３－４６８４（２０２３）０２－００１７－０５基于模型预测的ＭＭＣ容错控制策略研究汪健，余瑜，杨文康（湖北工业大学电气与电子工程学院，湖北武汉４３００６８）［摘要］子模块故障是模块化多电平换流器主要的故障类型，提出了一种模型预测容错控制策略，无需设置冗余子模块，故障后只需切除故障子模块，通过基于模型预测控制的软件容错控制方法，在实现ＭＭＣ输出相电流跟踪和子模块均压的同时，通过调整故障桥臂补偿电压来实现三相环流的抑制，仿真实验证明了所提模型预测容错控制策略的有效性。［关键词］模型预测控制；子模块故障；容错控制；环流抑制［中图分类号］ＴＭ４６１［文献标识码］Ａ模块化多电平换流器因其模块化设计，在高压柔性直流输电领域有广泛的应用［１］，但由于其特殊的拓扑结构，实际工程中上百个子模块串联连接，一旦有子模块发生故障将会对ＭＭＣ（ｍｏｄｕｌａｒｍｕｌｔｉ－ｌｅｖｅｌｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）的正常运行造成影响［２－４］，实际工程中往往会配备热备用子模块，热备用子模块即正常运行时参与系统的投切，其根据故障时切除子模块数量的不同可分为桥臂对称运行和桥臂不对称运行。桥臂对称运行即当桥臂中有子模块发生故障时，不仅切除故障桥臂的故障子模块，并且切除所有桥臂对应数量的正常运行的子模块，这种方式可以保证桥臂对称运行，但是切除了其他桥臂正常运行的子模块，造成了硬件资源的浪费并且降低了ＭＭＣ的输出功率和电压等级［５］。桥臂非对称运行方式只切除故障相的故障子模块，这种方式能够保证子模块的利用率，但是由于故障相与非故障相子模块投切数量不一样，会使桥臂处于不对称运行状态，造成负序二倍频环流增大，输出相电流畸变等问题［６］。文献［７］提出了一种基于ＰＩ控制的载波重构的容错控制策略，故障前后需要对载波进行重新分配，控制过程比较复杂；文献［８］提出切除故障相上下相同的子模块故障个数并且采用ＰＲ控制器来达到环流成分不改变的...
