MMC全称模块化多电平变换器，在分布式能源并网、城市供电、孤岛系统供电、交流电网背靠背工程、海上风电并网等应用场景中广泛应用。
由于MMC具备直流输电线路损耗小，无电网同步性问题，在不改变电压极性的前提下改变潮流方向，可独立控制有功/无功功率，目前已有非常多应用工程落地并投入使用。然而MMC系统通常电压等级高、功率容量大、级联子模块多、开关数量多、等特点，基于实物平台测试成本高、周期长、危险系数高、工程复杂。
上海电力大学杨兴武副教授的科研团队提出了一种新的两级模型预测控制来减少计算量并将输出电压电平提升到2N+1。首先推导了模块化多电平控制器的离散时间数学模型，引入两个环流因子，直接计算出桥臂最佳电压差和电压和，从而算出第一级控制中上、下桥臂最优投入的子模块数目。第二级控制通过上述控制投入的最优子模块数，上、下桥臂加减1个子模块，组成寻优选项数组，代入到目标函数，选择目标函数最低的子模块投入，从而确定MMC的最终投入数。无论是在第一级控制还是第二级控制，均避免了权重因子的选择。最后在子模块电容电压控制中，运用RSF算法，降低了开关频率。研究利用上海远宽的StarSim电力电子小步长实时仿真器进行实验验证了所提出方法的有效性，并把成果总结发表于《IET Electric Power Applications》： Yang X, Liu H, Mi Y, Ji L,Wang Y, Fu Y. An improved two‐stage model predictive control method for modular multi‐level converter. IET Electr. Power Appl. 2021;1–12.
远宽能源提供的MMC半实物仿真系统方案如图所示，一台远宽实时仿真器可以仿真模拟单端MMC系统六个桥臂，每个桥臂支持级联数可达512个。其中将MMC拓扑中的级联模块以1us仿真步长运行在仿真器的FPGA中，精准模拟MMC的运行特性；MMC控制器、MT2016协议转换器与仿真器之间通过光纤进行子模块数据信息交互，电网电压、电流等网侧信息通过物理IO接口采样，从而实现完整的MMC半实物仿真平台搭建。
考虑MMC应用场景，通常柔性直流输电系统为双端口MMC系统，采用远宽FPGA光纤并行仿真技术和时钟同步技术实现两台仿真器并行仿真，每台仿真器运行一个单端MMC系统，这样从而实现一个柔性直流输电场景实时仿真。
在FPGA上1us 小步长实时仿真模拟MMC模型，具备低延迟、高精度特点。
支持多达8个SFP光纤信号模块，可轻松实现物理IO拓展或多设备并行仿真，满足MMC大系统测试的需求。
提供专业自动化测试Python API，方便工业用户开发自动化测试工具；支持“HIL Scope”高速录波功能，可实现500k采样率对多通道波形观测。
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