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龙图腾网获悉中国矿业大学申请的专利基于输出电压空间矢量拟合的MMC最优开关序列模型预测控制策略获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN119154700B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-16发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202411358929.1，技术领域涉及：H02M7/483；该发明授权基于输出电压空间矢量拟合的MMC最优开关序列模型预测控制策略是由公铮;杨城权;苏一锋;戴鹏;伍小杰设计研发完成，并于2024-09-27向国家知识产权局提交的专利申请。

本基于输出电压空间矢量拟合的MMC最优开关序列模型预测控制策略在说明书摘要公布了：本发明提供了一种基于输出电压空间矢量拟合的MMC最优开关序列模型预测控制策略。该策略根据三相MMC交流侧输出电压空间矢量的离散预测模型，由矢量预测值计算各候选矢量在g‑h坐标系中的坐标；通过筛选候选矢量的冗余开关状态得到最优开关序列；基于电流变化梯度构建输出电流误差平方和的价值函数并对其求偏导得到最优作用时间表达式；根据桥臂不平衡压降预测模型计算桥臂最优占空比及子模块导通个数；通过排序算法实现子模块电容电压平衡。本发明的有益之处是与传统模型预测控制策略相比，该策略的运算负担小，有效降低输出电流谐波含量，谐波频谱分布更为集中，并以MMC为例设计了一种筛选多电平变换器最优开关序列的通用算法，可应用至任意电平且运算量不变。

本发明授权基于输出电压空间矢量拟合的MMC最优开关序列模型预测控制策略在权利要求书中公布了：1.基于输出电压空间矢量拟合的MMC最优开关序列模型预测控制策略，其特征在于，该策略通过交流侧输出电压空间矢量离散预测模型，在g-h坐标系下计算得到预测矢量最近的候选矢量坐标，并通过筛选矢量冗余开关状态确定最优开关序列；基于电流变化梯度构建输出电流误差平方和的价值函数并对矢量作用时间求偏导，得到序列最优作用时间的解析表达式；通过桥臂不平衡压降预测模型计算环流抑制占空比，并结合最优开关序列计算得到最终桥臂最优占空比及子模块导通个数；最后利用冒泡排序算法实现子模块电容电压平衡并输出开关控制信号；具体包括以下步骤： 步骤一：建立三相MMC输出电压空间矢量的离散预测模型；根据预测模型计算得到下一时刻电压矢量预测值； 步骤二：在g-h坐标系中对电压矢量预测值进行坐标化处理并计算预测矢量所在三角形各顶点的矢量坐标； 步骤三：筛选候选矢量的冗余开关状态，确定下一时刻投入的最优开关序列； 步骤四：基于电流变化梯度构建输出电流预测值与参考值误差平方和的价值函数，并对矢量作用时间求偏导，得到开关序列各作用时间的解析表达式，进而计算得到最优作用时间； 步骤五：根据桥臂不平衡压降预测模型计算下一时刻环流抑制的占空比； 步骤六：根据开关序列作用时间及环流抑制占空比，计算得到上下桥臂最优占空比；结合最优开关序列，得到各相上下桥臂对应的子模块导通个数； 步骤七：利用冒泡排序算法实现子模块电容电压平衡并输出PWM脉冲信号； 在步骤三中，筛选待选矢量的冗余开关状态，为了使开关序列动作次数最少及产生的共模电压最小，含偶数个冗余状态的基本矢量需保留中间2个开关状态，含奇数个冗余状态的基本矢量需保留中间1个开关状态；根据冗余状态个数的奇偶以及待选矢量坐标与具体开关状态之间的对应关系筛选出具体冗余开关状态； 在步骤三中，确定下一时刻投入的最优开关序列，具体为根据对称式七段式空间矢量调制的原则，需根据上一时刻开关序列的末尾开关状态，在含偶数个冗余状态的基本矢量中选取首发开关状态；再根据开关动作次数最少的原则，在剩下两个待选矢量中选择相较前一段动作次数最小的第二段与第三段开关状态，最后对称得到七段式最优开关序列； 在步骤四中，基于电流变化梯度构建输出电流预测值与参考值误差平方和的价值函数，并对矢量作用时间求偏导，得到开关序列各作用时间的解析表达式，具体如下： 通过欧拉离散化方法得到输出电流变化梯度为： 式中：uα,n和uβ,n表示第n段开关状态对应的输出电压矢量，n的取值范围为1～4； 根据七段式空间矢量调制原则，第四段开关状态与首发开关状态对应同一电压基矢量，因此两者的电流变化梯度相等，建立以下输出电流预测模型： 式中：t1、t2、t3分别为各矢量对应开关状态的作用时间； 结合上式，k+1时刻输出电流预测值与电流参考值的误差平方和表示为： 分别对作用时间t2、t3求偏导，即： 由上式得三个矢量的最优作用时间t1opt、t2opt、t3opt的解析表达式如下： 根据最优作用时间的解析表达式，计算得到最优开关序列各段作用时间，实现输出电流跟踪误差最小，有效降低输出电流纹波。

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