摘要：模块化多电平变换器以其优越的性能在中高压大功率电能变换场合得到了广泛的研究和应用。推导了模块化多电平变换器（modular multilevel converter，MMC）的离散状态方程，针对MMC多输入多输出的非线性特性，提出一种基于有限控制集合的简化模型预测控制，可以有效减少模型预测控制所需的循环计算和预测值计算次数。所提模型预测控制由最优输出电平求解和电容电压平衡控制两部分组成。首先求取满足交流电流和环流控制要求的桥臂输出电压电平，并以此电平及其邻近的电平为有限控制集合，考虑上下桥臂电容电压之和与之差的控制，求得桥臂输出电平最优解；电容电压平衡控制则由电压预测值排序法实现，用电压增量表示附加的开关动作，修正电容电压预测值后再进行排序，实现电压平衡控制并降低平均开关频率。在PSCAD／EMTDC中搭建MMC时域仿真模型，仿真结果验证了所提方法的正确性和有效性。

关键词：模块化多电平变换器 模型预测控制 有限控制集合 电容电压平衡控制 预测值排序 

单位：国家电能变换与控制工程技术研究中心湖南大学 湖南省长沙市410082 中国船舶重工集团第七二二研究所 湖北省武汉市430079 南方电网科学研究院 广东省广州市510080