SCOSC حسین ترحمی اردکانی Research Letters on Management in Organizations مجله بین‌المللی مهندسی برق، الکترونیک، مخابرات و رباتیک 1 1 (پاییز) 2025 10 26 Design and Implementation of a Model Predictive Controller for Grid-Connected Multilevel Inverters in Solar Power Plants طراحی و پیاده سازی کنترل کننده پیش بین مبتنی بر مدل برای اینورترهای چندسطحی متصل به شبکه در نیروگاه های خورشیدی 35 47 FA Seyed Sajjad Mirakbari M.Sc. in Electrical Engineering (Power Systems), Science and Research Branch, Islamic Azad University, Yazd, Iran سید سجاد میراکبری کارشناسی ارشد مهندسی برق (گرایش قدرت)، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، یزد، ایران 2025 10 17 The increasing penetration of solar power plants into the electrical grid has heightened the need for power electronic converters that offer high current quality, rapid dynamic response, and stable performance amidst fluctuations in solar irradiance and grid impedance. This paper presents a design and implementation framework for a Finite-Control-Set Model Predictive Controller (FCS–MPC) applied to a three-level Neutral-Point-Clamped (NPC) inverter. The proposed structure incorporates a discrete-time current model in the αβ reference frame, a model for DC-link capacitor voltage imbalance, a two-step prediction horizon to compensate for computational delay, a constraint on switching transitions, and a multi-objective cost function utilizing dimensionless scaling. Furthermore, the paper outlines a real-time software architecture, hardware-in-the-loop (HIL) testing conditions, and performance metrics for comparison against PI–PWM current control and a baseline FCS–MPC. As this work focuses on design methodology and theoretical analysis, no simulation data or experimental results are presented as empirical findings. The primary contribution is a reproducible algorithm and a quantitative validation protocol for evaluating Total Harmonic Distortion (THD), current tracking error, neutral-point voltage fluctuation, reactive power, switching effort, and computational execution time. A review of authoritative studies from 2024 to 2026 indicates that the integration of multi-objective control, optimal vector selection, and computational cost management remains a central focus in the development of predictive control for grid-connected inverters. افزایش نفوذ نیروگاه های خورشیدی در شبکه، نیاز به مبدل های الکترونیک قدرتی با کیفیت جریان مطلوب، پاسخ دینامیکی سریع و رفتار پایدار در برابر تغییرات تابش و امپدانس شبکه را تشدید کرده است. در این مقاله، یک چارچوب طراحی و پیاده سازی برای کنترل کننده پیش بین مبتنی بر مدل با مجموعه کنترل محدود (FCS–MPC) در اینورتر سه سطحی دیودکلمپ شده (NPC) ارائه می شود. ساختار پیشنهادی شامل مدل گسسته جریان در چارچوب αβ، مدل اختلاف ولتاژ خازن های لینک DC، پیش بینی دوگامی برای جبران تأخیر محاسباتی، محدودسازی تغییرات کلیدزنی و تابع هزینه چندهدفه با مقیاس بندی بدون بعد است. افزون بر آن، معماری نرم افزار بلادرنگ، شرایط تست سخت افزار در حلقه و شاخص های مقایسه با کنترل جریان PI–PWM و FCS–MPC پایه تدوین می شود. مقاله ماهیت طراحی روش و تحلیل نظری دارد؛ بنابراین هیچ عدد شبیه سازی یا آزمایش انجام نشده ای به عنوان نتیجه واقعی گزارش نمی شود. خروجی اصلی، الگوریتمی بازتولیدپذیر و یک برنامه اعتبارسنجی کمی برای ارزیابی THD، خطای ردیابی جریان، نوسان نقطه خنثی، توان راکتیو، تلاش کلیدزنی و زمان اجرای محاسبات است. بررسی مطالعات معتبر ۲۰۲۴ تا ۲۰۲۶ نشان می دهد ادغام کنترل چندهدفه، انتخاب بهینه بردار و مدیریت هزینه محاسباتی همچنان از محورهای اصلی توسعه کنترل پیش بین اینورترهای متصل به شبکه است. Model predictive control multilevel inverter three level NPC photovoltaic power plant grid connection neutral point balancing power quality کنترل پیش بین مبتنی بر مدل؛ اینورتر چندسطحی؛ NPC سه سطحی؛ نیروگاه فتوولتائیک؛ اتصال به شبکه؛ تعادل نقطه خنثی؛ کیفیت توان https://ijeetr.ir/downloadfilepdf/34580