三相六开关整流器广泛应用于电动汽车、柔性交流输电系统、光伏并网系统、储能系统等。但是由于功率开关器件处于高频的开通或关断过程中,很容易导致开关器件处于短路或开路故障,而三相六开关整流器没有容错性能,一旦发生故障,将对系统安全稳定运行造成重大威胁,因此研究具有容错性能的变流器及相应控制策略具有很大的实际意义,容错型三相四开关整流器以其结构简单,成本低等特点被越来越多的学者所研究,本文将选取容错型三相四开关整流器为研究对象,进行深入研究。随着科学技术的不断发展,变流器许多传统控制策略已经被深入研究,如PI前馈解耦控制、模糊控制、滞环控制、滑模控制、无差拍控制等。近年来,一种具有优越控制性能的有限控制集模型预测控制(Finite Control Set Model Predictive Control,FCS-MPC)越来越受到重视,和传统的控制策略相比,FCS-MPC简单易实现、能提升系统的稳态性能,降低系统网侧电流谐波含量。本文将研究三相六开关整流器和三相四开关整流器下模型预测控制策略,在尽可能提升系统稳态性能的同时,保障系统故障不间段稳定运行。本文的主要研究内容有:(1)为了降低传统模型预测控制计算量,且进一步提升系统的稳态性能,提出基于简化计算的改进型三相六开关整流器多矢量模型预测控制策略,在每个采样周期选择3个电压矢量(2个非零电压矢量和1个零电压矢量)来进行系统控制,且对每个电压矢量进行优化选择,并采用扇区划分思想来简化计算;将所选的3个电压矢量经过矢量时间优化计算,然后经SVPWM产生所需脉冲。仿真结果表明,相比于传统模型预测控制,所提策略在减少计算量的同时,能大大降低系统功率脉动,提高网侧电流质量,实现开关频率恒定。(2)为了保证三相四开关整流器直流侧电容电压平衡,提出了三相四开关整流器模型预测控制策略,通过在代价函数中加入抑制电容电压波动的目标项,实现多目标变量协同控制。仿真结果表明,所提策略能使系统稳定运行,且保证电容电压平衡。(3)为了解决三相四开关整流器直流侧电容电压不平衡问题以及提升系统不间断稳定运行性能,提出三相四开关整流器多矢量模型预测控制,采用功率补偿策略来完成直流侧电容电压平衡控制;采用共线且方向相反、模值不等的电压矢量组合来解决无零电压矢量问题;多矢量模型预测控制,每个采样周期选用3个电压矢量(均为非零电压矢量),使得等效合成矢量作用范围扩大,控制精度提高。仿真结果表明,相比于传统模型预测控制,所提策略能在保证电容电压平衡的同时,降低系统功率脉动,减少网侧电流谐波含量,同时开关频率恒定,谐波分布规律。