电力论文哪里有？本文对柔性多状态开关进行了分数阶建模分析，并通过仿真验证了分数阶模型的正确性。基于分数阶FMS数学模型，设计了分数阶模型预测控制器。此外，针对传统模型预测控制算法计算量大、运行速度慢等问题，提出了基于参数误差补偿与虚拟矢量的分数阶FMS模型预测控制。
第一章 绪论
1.2.1 柔性多状态开关研究现状
目前，柔性多状态开关已成为电气行业的研究热点，国内外对其建模、控制及应用已取得了一系列丰富的研究成果。国内外相关机构较早提出了应用电力电子技术的开关实现配电网柔性互联的思路，FMS技术的相关概念十几年前已被提出，如图1-2所示，相比于常规开关，FMS在控制状态和调控范围等方面具有更加优越的性能。2007年荷兰和英国的学者提出软开关的概念，同年日本电力研究院研究人员提出利用环网平衡控制器实现配电网中互联馈线与台区的负载均衡，从而增强互联区域间的潮流互补，提升分布式电源的消纳能力，使其规模化接入配电网[13]。
目前，有关FMS的研究大多集中在利用FMS优化配电网，包括网络重构[14]，运行优化[15-17]，故障恢复[18-19]等方面。文献[20]介绍了配电网柔性设备的关键技术，展望了FMS在接入方式、控制技术和研发装置等方面的发展。在网络重构方面，文献[21]考虑了REG输出的随机性，建立了FMS分配的两阶段稳健优化模型，以最小化FMS投资和网络运行的总成本。文献[22]首次提出了用于不平衡三相网络的多终端PC-SOP，并讨论了其独特的优点。考虑功率损耗和电压偏差，提出了一种基于多端PC-SOP的不平衡配电网优化模型。文献[23]研究多端柔性多状态开关的拓扑结构和工作模式，针对多端背靠背型柔性多状态开关拓扑，建立其动态数学模型，分析总结了三端FMS的工作模式。
第三章 柔性多状态开关分数阶建模研究
3.1 分数阶柔性多状态开关模型建立
本文研究的分数阶FMS拓扑结构如图3-1所示，将图2-2中FMS的电容、电感元件替换为图3-3的分数阶元件(3.2节中详细讨论)。其中，1、2分别为交流侧1和交流侧2滤波电感的阶次，为直流侧支撑电容的阶次。
第五章 基于参数误差补偿与虚拟矢量的分数阶模型预测控制
5.1 预测模型与实际系统的不匹配问题
在模型预测控制策略中，预测模型的准确性对于系统性能至关重要。如果建立的预测数学模型与实际系统参数不一致，预测的电流值ipre(k+1)与实际值irel(k+1)之间将出现明显偏移，可能导致柔性多状态开关误动作。输出到柔性多状态开关中的电压矢量并不是使价值函数g最小的开关序列，进而将会增加柔性多状态开关的电流跟踪误差，会降低控制的效果。因此，准确计算预测电流ipre(k+1)显得尤为重要。
真实系统为连续模型，对其离散化需要对连续时间系统的输入进行采样和保留有限的精度，从而无法完全准确地表示连续系统的动态特性。因此模型预测控制的离散化模型会存在一定误差，会使电流预测值与实际值产生偏移。在电力电子领域中，通常使用前向差分法对连续系统进行离散化，电力电子系统的数据计算量庞大，使用复杂的差分法会导致计算量进一步增加，这对控制器性能要求很高。此外，基于FCS-MPC方案需要进行大量实时计算，导致采样和驱动过程都存在较长的时延，可能会影响到系统的动态响应和稳定性。
5.2 基于误差补偿的改进模型预测控制
5.2.1 FMS模型离散化导致的误差
在柔性多状态开关控制系统中，MPC算法利用系统的离散化模型预测下一个时刻的电流。在预测步长内，假定离散模型中的交流侧电压、直流侧电压和并网电流这三个矢量保持不变，但实际上，柔性多状态开关是一个连续系统，其电压和电流在每个预测周期Ts内是连续变化的，导致基于离散系统模型的预测电流结果与实际结果存在一定差异。为了简化对比分析，可以将一个预测周期Ts等分为M份，然后在这M份间隔内使用前向欧拉法继续进行离散。当M足够大时，离散化模型可以近似等效于连续模型。MPC控制基于如式(4-18)所示的柔性多状态开关的离散化数学模型，以交流侧1电流为例，可以得到式(5-1)，其中i的取值范围为1到M。
第六章 结论与展望
6.2 展望
本文对柔性多状态开关进行了分数阶建模分析，并通过仿真验证了分数阶模型的正确性。基于分数阶FMS数学模型，设计了分数阶模型预测控制器。此外，针对传统模型预测控制算法计算量大、运行速度慢等问题，提出了基于参数误差补偿与虚拟矢量的分数阶FMS模型预测控制。在研究过程中，由于时间和能力有限，仍存在需要解决和改进的问题，需要进一步研究和完善，总结如下：
(1)本文在建模过程中采用的滤波器较简单，但实际应用中滤波器的种类繁多，在后续研究中可进一步考虑含有高阶滤波器的FMS结构。
(2)现实中电网电压不是理想状态，还需研究在非理想情况下柔性多状态开关的分数阶模型，并搭建实物平台进行验证。
(3)本文中改进模型预测控制算法考虑了离散化和延时导致的误差，没有考虑采样过程中的误差以及运行过程中由于温度影响导致电路参数发生变化的影响，后续应考虑这些误差。
参考文献（略）
