کاهش جریان چرخشی کانورتر چندسطحی مدولار با استفاده از کنترل پیش بینی کننده ی مدل

قیمت: 44,000 تومان

دانلود رایگان مقاله

خرید ترجمه مقاله

عنوان فارسی

کاهش جریان چرخشی کانورتر چندسطحی مدولار با استفاده از کنترل پیش بینی کننده ی مدل

عنوان لاتین

Modular Multilevel Converter Circulating Current Reduction Using Model Predictive Control

کانورتر چندسطحی مدولار MMC یک توپولوژی مهم برای کاربردهای ولتاژ بالا است. MMC از چند زیر ماژول یکسان ساخته شده است. برای عملکرد مناسب، هر زیر ماژول می تواند به عنوان یک منبع ولتاژ کنترل شده در نظر گرفته شود که ولتاژ خازن باید در یک سطح خاص نگه داشته شود. بعلاوه، مینیمم کردن جریان چرخان که که وارد بار نمی شود، برای رسیدن به عملکرد پایدار و موثر MMC مهم است. روابط بین جریان بار، جریان چرخان و ولتاژ های خازن کنترل MMC را پیچیده می کند. هدف این مقاله رسیدن به کنترل جریان و ولتاژ پایدار و متعادل با کاهش جریان چرخان در شرایط مختلف عملکرد می باشد. کنترل پیشنهاد شده از کنترل پیش بینی کننده ی وزن دار براساس تابع هزینه نرمالیزه شده استفاده می کند تا الگوی کلیدزنی اینورتر را انتخاب کند که جریان بار را کنترل می کند در حالیکه نوسان ولتاژ و جریان چرخان مینیمم می شود. ضرایب وزنی براساس مینیمم کردن THD جریان بار و جریان چرخان انتخاب می شود. تحلیل ها در یک مورد مطالعاتی MMC کم توان 4 سلولی تک فاز با امکان گسترش به تعداد بیشتر سلول ها انجام شده است. نوع کم توان سه سطحی طراحی شده است و برای اعتبار سنجی روش پیشنهاد شده استفاده شده است. تحلیل های تئوری، شبیه سازی و نتایج عملی ارائه و مقایسه شده اند. تحلیل حساسیت پارامترها نیز انجام شده است. همه این ها تائید می کنند که روش کنترل پیشنهاد شده موثر است.

Modular multilevel converter (MMC) is a promising new topology for high-voltage applications. The MMC is made of several identical submodules. For proper operation, each submodule can be considered as a controlled voltage source where capacitor’s voltage should be maintained at a certain level. Besides, the minimization of the circulating current, which does not flow to the load, is crucial for achieving stable and efficient operation of the MMC. The interrelations among the load current, circulating current, and capacitor voltages complicate the MMC control. This paper aims to achieve stable and balanced voltage and current control with reduced circulating current in various operating conditions. The proposed control uses weighted model predictive control based on a normalized cost function to select the inverter switching patterns which control the load current while minimizing voltage-fluctuation and circulating current. The weighting factors were selected based on minimizing the load current THD and circulating current. The analysis is conducted on a low power case study of single-phase 4-cells MMC with possible extension to higher number of cells. The low-power three-level prototype is designed and built to validate this proposed method. Theoretical analysis, simulation and experimental results are presented and compared. Parameters sensitivity analysis was also conducted. They all confirm the effectiveness of the proposed control method.