基于低损耗模型预测控制的有源消弧技术研究

刘强; 张林鹏; 方芳; 孟晓辉; 王硕禾

doi:10.26945/j.cnki.1001-9898.2026.02.008

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基于低损耗模型预测控制的有源消弧技术研究

电网运行技术 | 更新时间：2026-07-18

- 基于低损耗模型预测控制的有源消弧技术研究
- 基于低损耗模型预测控制的有源消弧技术研究
- 电力能源技术 2026年45卷第2期页码：36-42+78
- 作者机构：
  
  1. 国网河北省电力有限公司邢台供电分公司
  2. 石家庄铁道大学
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  国网河北省电力有限公司科技项目(kjcb2024-016)
- DOI：10.26945/j.cnki.1001-9898.2026.02.008
  中图分类号： TM862
- 纸质出版：2026
- 稿件说明：
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刘强, 张林鹏, 方芳, 等. 基于低损耗模型预测控制的有源消弧技术研究[J]. 电力能源技术, 2026,45(2):36-42+78.

刘强, 张林鹏, 方芳, et al. 基于低损耗模型预测控制的有源消弧技术研究[J]. 2026, 45(2): 36-42+78.
刘强, 张林鹏, 方芳, 等. 基于低损耗模型预测控制的有源消弧技术研究[J]. 电力能源技术, 2026,45(2):36-42+78. DOI： 10.26945/j.cnki.1001-9898.2026.02.008.

刘强, 张林鹏, 方芳, et al. 基于低损耗模型预测控制的有源消弧技术研究[J]. 2026, 45(2): 36-42+78. DOI： 10.26945/j.cnki.1001-9898.2026.02.008.

摘要

新型电力系统中高比例电力电子设备的非线性响应导致单相短路故障电流高频谐波激增，针对高频故障电流消弧难题以及有源消弧设备开关高频开断导致的高损耗、低效能等问题，提出了一种改进的低损耗模型预测控制算法，该算法通过构建开关状态切换损耗表，构造损耗函数，进而预测下一时刻可能的开关损耗，重组MPC成本函数，遵循开关状态切换损耗最小和电流跟踪误差最小原则，优化双级联H桥逆变器开关状态的切换次序，以更低的开断损耗精准跟踪参考电流，对故障残流进行补偿，进而实现消弧。硬件在环实验结果显示，该算法相比于PI控制消弧，故障残流的谐波分量可减少50%以上，开断损耗平均下降45.9%;相较于传统MPC控制方法，谐波残流值相差不超过5%

消弧精度基本不变，开关损耗平均下降12.2%。可得出结论：改进的MPC在补偿效果上优于传统PI控制，与传统MPC基本一致，可稳定消弧；在降低损耗成本方面明显优于传统PI控制和传统MPC控制，可保证在有效补偿接地故障电流的基础上，降低开关损耗，提高效率。

Abstract

关键词

Keywords

references

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