雷彪，周耀，杨兴武

（上海电力学院，上海200090）

0 引 言

近年来，随着电力电子技术的发展，多电平变换器得到了越来越多地研究和应用。模块化多电平换流器作为一种新型的多电平电压源换流器因其具有容量易扩展、易模块化设计、谐波含量低以及灵活的功率调节能力等特点被广泛地应用于长距离柔性直流输电、无功补偿、可再生能源发电并网等高压大功率场合，具有广阔的应用前景。由于MMC诸多有利特性，因此MMC的拓扑结构、控制方法与调制策略、子模块电容电压平衡及环流抑制等相关方面成为国内外学者深入研究的热点之一［1-5］。

传统模块化多电平换流器每相由上、下两个桥臂组成，每个桥臂包含N个相同的半桥型子模块，其输出相电压的电平数可达到为2N+1［6］。文献［7］提出一种新型MMC的拓扑结构，其在传统MMC的每个桥臂上增加1个H桥模块，可使输出电平数达到4N+1。对于混合型拓扑的模块化多电平换流器，传统控制方法是采用基于PI控制器的双闭环矢量控制策略与基于载波叠加的PWM调制策略，实现对系统功率与直流侧电压的控制［8-10］。其中，引入基于PI控制器的电压均衡环节实现子模块电容电压平衡与H桥模块电压稳定，并由基于PI的电流解耦控制器抑制环流。该方法控制过程的调节时间相对较长，延时会严重影响控制器的性能。此外，系统对控制器参数比较敏感且参数整定过程复杂，参数设计结果的好坏对系统性能有直接的影响。

模型预测控制［11-15］能够消除换流器所引起的非线性影响且无需考虑参数整定，使系统的控制结构得到简化。……