CN103683995A - 一种全桥mmc电容电压的均衡控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全桥MMC电容电压的均衡控制方法，包括如下步骤：（1）建立正投入记录库、负投入记录库和切除记录库；（2）找出记录库和桥臂上电容电压最大和最小的子模块；（3）根据桥臂电平、桥臂电流和电容电压等信息，经过逻辑判断选择出需要投切的子模块；（4）对已选择的子模块进行相应的投切操作，并对记录库进行数据更新。本发明方法不仅能够在维持电容电压稳定的情况下有效降低子模块的开关频率，减少换流器损耗，同时还能免去排序问题所带来的系统控制频率下降，系统运行性能恶化等问题。

Description

一种全桥MMC电容电压的均衡控制方法

技术领域

本发明属于电力电子系统技术领域，具体涉及一种全桥MMC电容电压的均衡控制方法。 

背景技术

自R.Marquardt教授提出基于半桥子模块级联构成的半桥模块化多电平换流器（Modular Multilevel Converter，MMC）后，近年来，半桥MMC技术得到了蓬勃发展，世界各国专家学者对其开展了广泛而深入的研究。全桥MMC采用全桥型子模块级联而成，与半桥MMC相比，全桥MMC具有更加灵活和优越的特性，如直流故障穿越能力，与传统晶闸管换流器构成的混合直流输电系统具有更好的潮流反转能力等，具有更加广阔的应用空间。 

子模块电容电压是否平衡严重影响着系统的稳定性，其均衡控制策略是MMC-HVDC（高压直流输电）的关键技术之一。根据研究，一般有两种方法：一是每个子模块通过引入电压控制回路实现电容均压控制；二是根据每个子模块的电容电压值，通过排序合理选择MMC的脉冲调制算法实现，也是目前最为常用的方法。第一种方法需要较多比例积分控制器，当子模块数量非常庞大时有一定的实现难度。第二种方法主要存在如下两点缺陷：1、子模块的开关频率增加，进而增大换流器损耗，影响经济效益；2、排序和选择算法占用运算资源较多，即使是快速排序算法（时间复杂度为O(NlogN)，N为桥臂子模块个数），当子模块个数达到一定程度时，将占用较大的计算资源，影响系统控制频率，进而影响系统运行性能。 

屠卿瑞、徐政、郑翔等在标题为一种优化的模块化多电平换流器电压均衡控制方法（电工技术学报，2011，26(5)：15-20.）的文献中针对上述第一点缺陷提出了一种优化方法，能够有效降低开关频率，但未解决第二点缺陷。现有其他技术也未有效解决排序算法所带来的计算量大、资源占用多等问题。 

发明内容

针对现有技术所存在的上述技术问题，本发明提供了一种全桥MMC电容电压的均衡控制方法，不仅能够在维持电容电压稳定的情况下有效降低子模块的开关频率，减少换流器损耗，同时还能免去排序问题所带来的系统控制频率下降，系统运行性能恶化等问题。 

一种全桥MMC电容电压的均衡控制方法，包括如下步骤： 

（1）对于MMC的任一桥臂，建立三个记录库：正投入记录库、负投入记录库和切除记录库；在初始时刻，对桥臂内的各子模块进行检测，并将输出电平为正、负或零的子模块对应分配至正投入记录库、负投入记录库和切除记录库中； 

（2）对于当前控制时刻，通过检测获得各记录库的子模块电容电压最大值和最小值、桥臂的子模块电容电压最大值和最小值以及对应子模块的库位置信息，同时确定桥臂电流； 

（3）利用最近电平调制方法计算出桥臂在当前控制时刻所需投入的电平数，将其与前一控制时刻所需投入的电平数作差，获得桥臂电平差； 

（4）根据所述的桥臂电平差以及步骤（2）得到的信息，通过逻辑判断对桥臂进行子模块投切操作，并对记录库进行更新。 

优选地，所述的步骤（2）中，对于桥臂的任一记录库，首先，任取库内两个子模块进行电容电压比较，令较大的电容电压为U_cmax，较小的电容电压为U_cmin；然后，使库内其他子模块的电容电压与U_cmax和U_cmin逐一进行比较，从而更新U_cmax和U_cmin，直至完成所有比较后，最后使U_cmax和U_cmin分别作为记录库的子模块电容电压最大值和最小值。该操作过程所占计算资源几乎为本发明方法的全部，其时间复杂度为O(N)，N为桥臂子模块个数。 

所述的步骤（2）中，使三个记录库的子模块电容电压最大值进行比较，取三者最大的为桥臂的子模块电容电压最大值，并记录该最大值对应子模块所在的记录库；使三个记录库的子模块电容电压最小值进行比较，取三者最小的为桥臂的子模块电容电压最小值，并记录该最小值对应子模块所在的记录库。 

所述的步骤（4）中，若桥臂电平差大于0，根据电容电压和桥臂电流信息 通过逻辑判断从切除记录库中取一子模块对其施加正投入操作，从负投入记录库中取一子模块对其施加切除操作，同时更新记录库； 

若桥臂电平差小于0，根据电容电压和桥臂电流信息通过逻辑判断从切除记录库中取一子模块对其施加负投入操作，从正投入记录库中取一子模块对其施加切除操作，同时更新记录库； 

若桥臂电平差等于0，根据电容电压和桥臂电流信息通过逻辑判断从切除记录库中取一子模块对其施加正投入操作或负投入操作，从正投入记录库或负投入记录库中取一子模块对其施加切除操作，同时更新记录库；或保持不对桥臂进行子模块投切操作。 

对于桥臂电平差大于0的情况下： 

若i_arm＞0且

则从切除记录库中取

对应的子模块对其施加正投入操作； 

若i_arm＞0且

则从负投入记录库中取

对应的子模块对其施加切除操作； 

若i_arm≤0且则从切除记录库中取

对应的子模块对其施加正投入操作； 

若i_arm≤0且

则从负投入记录库中取

对应的子模块对其施加切除操作； 

其中：i_arm为桥臂电流，

和

分别为切除记录库的子模块电容电压最大值和最小值，

和

分别为负投入记录库的子模块电容电压最大值和最小值。 

对于桥臂电平差小于0的情况下： 

若i_arm＞0且则从切除记录库中取

对应的子模块对其施加负投入操作； 

若i_arm＞0且

则从正投入记录库中取

对应的子模块对其施加切除操作； 

若i_arm≤0且

则从切除记录库中取

对应的子模块对其施加负投入操作； 

若i_arm≤0且

则从正投入记录库中取

对应的子模块对 其施加切除操作； 

其中：i_arm为桥臂电流，

和分别为切除记录库的子模块电容电压最大值和最小值，

和

分别为正投入记录库的子模块电容电压最大值和最小值。 

对于桥臂电平差等于0的情况下： 

若U_max-U_min≤U_ref，则保持不对桥臂进行子模块投切操作； 

若U_max-U_min＞U_ref且i_arm＞0，则判断以下关系式是否成立： 

|U_max-U_cref|＞|U_min-U_cref| 

若是且U_max对应的子模块处于切除记录库，则从切除记录库中取

对应的子模块对其施加负投入操作，同时从负投入记录库中取

对应的子模块对其施加切除操作； 

若是且U_max对应的子模块处于正投入记录库，则从切除记录库中取

对应的子模块对其施加正投入操作，同时从正投入记录库中取

对应的子模块对其施加切除操作； 

若否且U_min对应的子模块处于切除记录库，则从切除记录库中取

对应的子模块对其施加正投入操作，同时从正投入记录库中取

对应的子模块对其施加切除操作； 

若否且U_min对应的子模块处于负投入记录库，则从切除记录库中取

对应的子模块对其施加负投入操作，同时从负投入记录库中取对应的子模块对其施加切除操作； 

若U_max-U_min＞U_ref且i_arm≤0，则判断以下关系式是否成立： 

|U_max-U_cref|＞|U_min-U_cref| 

若是且U_max对应的子模块处于切除记录库，则从切除记录库中取

对应的子模块对其施加正投入操作，同时从正投入记录库中取

对应的子模块对其施加切除操作； 

若是且U_max对应的子模块处于负投入记录库，则从切除记录库中取

对应的子模块对其施加负投入操作，同时从负投入记录库中取对应的子模块对其施加切除操作； 

若否且U_min对应的子模块处于切除记录库，则从切除记录库中取

对应 的子模块对其施加负投入操作，同时从负投入记录库中取

对应的子模块对其施加切除操作； 

若否且U_min对应的子模块处于正投入记录库，则从切除记录库中取

对应的子模块对其施加正投入操作，同时从正投入记录库中取

对应的子模块对其施加切除操作； 

其中：i_arm为桥臂电流，

和分别为切除记录库的子模块电容电压最大值和最小值，

和

分别为正投入记录库的子模块电容电压最大值和最小值，

和

分别为负投入记录库的子模块电容电压最大值和最小值，U_max和U_min分别为桥臂的子模块电容电压最大值和最小值，U_ref为预设的电容电压偏差阈值，U_cref为子模块电容电压的额定值。 

与现有技术相比，本发明均衡控制方法具有以下优点： 

（1）考虑了大范围子模块投切引起子模块开关频率较高的问题，在每个控制时刻，仅让最需要投切的子模块进行动作能够有效降低子模块的开关频率，进而降低开关损耗。 

（2）能够有效控制电容电压幅值的波动限定在一定范围内。 

（3）不再需要排序算法，只需采用时间复杂度为O(N)的电容电压比较即可，与时间复杂度为O(NlogN)的快速排序算法相比，能够大幅度减少计算资源的占用，加快系统控制频率，尤其是在子模块数量众多的情况下。 

附图说明

图1为全桥MMC的结构示意图。 

图2为本发明均衡控制方法的流程示意图。 

图3为混合双极直流输电系统的主回路仿真模型示意图。 

图4(a)为采用本发明方法系统的功率波形图。 

图4(b)为采用本发明方法系统的直流正负极电压和交流三相电压波形图。 

图4(c)为采用本发明方法系统的子模块电容电压波形图。 

图4(d)为采用本发明方法系统的A相上桥臂子模块电容电压最大值和最小值差的波形图。 

图4(e)为采用本发明方法系统的MMC桥臂子模块触发信号波形图。 

具体实施方式

为了更为具体地描述本发明，下面结合附图及具体实施方式对本发明的技术方案进行详细说明。 

图1给出了全桥MMC结构示意图。全桥MMC由三相六个桥臂构成，每个桥臂由一个桥臂串联电感和若干个结构相同的全桥子模块级联而成。每个全桥子模块包括一电容C和四个IGBT管T1～T4组成；其中，IGBT管T1的集电极与IGBT管T2的集电极和电容C的一端相连，IGBT管T1的发射极与IGBT管T3的集电极相连且为全桥子模块的一端（A端），IGBT管T3的发射极与IGBT管T4的发射极和电容C的另一端相连，IGBT管T2的发射极与IGBT管T4的集电极相连且为全桥子模块的另一端（B端）。 

表1给出了图1中全桥子模块的工作状态。从表中可以看出，全桥子模块能够输出三种电平+U_c(+1)，0和-U_c(-1)，依次对应正投入状态，切除状态和负投入状态。不同的状态，不同的电流方向决定了子模块电容电压的充放电情况。 

表1 

如图2所示，本发明全桥MMC电容电压无需排序均衡控制流程，主要包含如下步骤： 

（1）初始时刻，在每个桥臂内，根据子模块输出电平的不同建立三个记录库：正投入记录库、负投入记录库和切除记录库，分别对应输出电平为正、负、 零的情况。 

（2）在每个控制时刻，获得各个记录库内子模块电容电压的最大值

和最小值

（i=+1,0,-1），以及桥臂子模块电容电压的最大值和最小值 

及其所对应的的库位置信息L_max和L_min。 

（3）利用最近电平调制方法计算出每个桥臂在该控制时刻所需投入的电平数N_on，将其与前一时刻的桥臂电平数N_{on_old}作差，获得桥臂电平差ΔN_on。 

（4）根据桥臂电平差ΔN_on的正负性，可以分为三大块分别进行说明：电平增加、电平减少和电平不变。每块中，通过对桥臂电流i_arm、以及电容电压大小的逻辑判断，选择需要进行动作的子模块。 

（5）对已选择的子模块进行相应的投切操作，并对记录库进行数据更新。 

在步骤（2）中，记录库内子模块电容电压的最大值和最小值

的获取方式如下：先取出记录库内前两个子模块电容电压值，进行一次比较，将大者作为

小者作为

然后依次将第三个、第四个……子模块电容电压与

和

作比较，并更新和

此部分所占计算资源几乎为本方法的全部，其时间复杂度为O(N)，N为桥臂子模块个数。 

通过对三个记录库的

进行比较可以获得桥臂子模块电容电压的最大值

及其库位置信息L_max，L_max的取值范围为{-1,0,+1}，分别表示正投入记录库、负投入记录库和切除记录库。通过对三个记录库的

进行比较可以获得桥臂子模块电容电压的最小值

及其库位置信息L_min，L_min的取值范围为{-1,0,+1}。 

如果ΔN_on>0时，需要动作的子模块的选择流程按照电平增加块进行。 

如果i_arm>0，且

则将切除记录库中电容电压最小的子模块从切除状态转变为正投入状态，同时，抹去切除记录库中此子模块的记录，并将此子模块的信息录入正投入记录库内。 

如果i_arm>0，且

则将负投入记录库中电容电压最小的子模块从负投入状态转变为切除状态，同时，抹去负投入记录库中此子模块的记录，并将此子模块的信息录入切除记录库内。 

如果i_arm<0，且

则将切除记录库中电容电压最大的子模块从切除状态转变为正投入状态，同时，抹去切除记录库中此子模块的记录，并将 此子模块的信息录入正投入记录库内。 

如果i_arm<0，且

则将负投入记录库中电容电压最大的子模块从负投入状态转变为切除状态，同时，抹去负投入记录库中此子模块的记录，并将此子模块的信息录入切除记录库内。 

如果ΔN_on<0时，需要动作的子模块的选择流程按照电平减少块进行。 

如果i_arm>0，且

则将切除记录库中电容电压最大的子模块从切除状态转变为负投入状态，同时，抹去切除记录库中此子模块的记录，并将此子模块的信息录入负投入记录库内。 

如果i_arm>0，且

则将正投入记录库中电容电压最大的子模块从正投入状态转变为切除状态，同时，抹去正投入记录库中此子模块的记录，并将此子模块的信息录入切除记录库内。 

如果i_arm<0，且

则将切除记录库中电容电压最小的子模块从切除状态转变为负投入状态，同时，抹去切除记录库中此子模块的记录，并将此子模块的信息录入负投入记录库内。 

如果i_arm<0，且

则将正投入记录库中电容电压最小的子模块从正投入状态转变为切除状态，同时，抹去正投入记录库中此子模块的记录，并将此子模块的信息录入切除记录库内。 

如果ΔN_on<0时，需要动作的子模块的选择流程按照电平减少块进行。首先计算出桥臂电容电压最大差值ΔU_cmax

将其与预置的电容电压偏差允许值ΔU_c作比较。 

如果ΔU_cmax<ΔU_c，不改变触发脉冲信号，也不更新三个记录库内的信息。 

如果ΔU_cmax>ΔU_c，根据桥臂电流i_arm，电容电压等信号进行动作判断。 

在i_arm>0情况下，如果

且L_max=0，或者 

且L_min=-1，其中U_cref为子模块电容电压额定值，则将切除记录库中电容电压最大子模块从切除状态转变为负投入状态，同时将负投入记录库中电容电压最小子模块从负投入状态转变为切除状态。删除切除记录库中电容电压最大的子模块信息，将其添加至负投入记录库中；删除负投入记录库中电容电压最小的子模块信息，将其添加至切除记录库中。 

在i_arm>0情况下，如果

且L_max=+1，或者 

且L_min=0，则将切除记录库中电容电压最小子模块从切除状态转变为正投入状态，同时将正投入记录库中电容电压最大子模块从正投入状态转变为切除状态。删除切除记录库中电容电压最小的子模块信息，将其添加至正投入记录库中；删除正投入记录库中电容电压最大的子模块信息，将其添加至切除记录库中。 

在i_arm<0情况下，如果且L_max=0，或者 

且L_min=+1，则将切除记录库中电容电压最大子模块从切除状态转变为正投入状态，同时将正投入记录库中电容电压最小子模块从正投入状态转变为切除状态。删除切除记录库中电容电压最大的子模块信息，将其添加至正投入记录库中；删除正投入记录库中电容电压最小的子模块信息，将其添加至切除记录库中。 

在i_arm<0情况下，如果

且L_max=-1，或者 

且L_min=0，则将切除记录库中电容电压最小子模块从切除状态转变为负投入状态，同时将负投入记录库中电容电压最大子模块从负投入状态转变为切除状态。删除切除记录库中电容电压最小的子模块信息，将其添加至负投入记录库中；删除负投入记录库中电容电压最大的子模块信息，将其添加至切除记录库中。 

为了进一步验证本实施方式的有效性和可行性，在电力系统电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC中搭建了如图3所示的混合双极直流输电系统。整流站采用12脉冲晶闸管换流器，逆变站采用全桥MMC。系统参数设置如下：交流系统1额定电压230kV，Z₁=13.2∠80°Ω，变压器TF1变比为230kV/180kV/180kV，漏抗为0.15pu；直流线路采用集中参数等效，等效电阻R_L=5Ω，等效电感L_L=0.2H（包括平波电抗器）。交流系统2额定电压230kV，Z₂=15.4∠75°Ω，变压器TF2的变比为220kV/300kV，漏抗为0.1pu；全桥MMC桥臂子模块数N=240，桥臂电感L₀=29.7mH。整流站晶闸管换流器采用定直流电压控制，逆变站全桥MMC采用定有功功率和无功功率控制。系统额定直流电压为±200kV，额定传输功率800MW，子模块电容额定电压2kV，电压调制比为1.22。设定子模块电容额定值为8000μF，并考虑±5%的公差，利用随机函数确定每个子模块的实际电容值。 

取子模块电压偏差允许值ΔU_c为0.1kV，并选择几个典型功率运行点进行仿真试验。在整个稳定运行时段下，A相上桥臂子模块电容电压差的平均值U_{cdiff_av}和最大值U_{cdiff_max}统计结果如表2所示，其中，P为全桥MMC吸收的有功功率，Q为全桥MMC吸收的无功功率，括号内为最大值U_{cdiff_max}。从表中可以看出，A相桥臂上子模块最大电容电压差的平均值U_{cdiff_av}均在0.1kV以下，表明：①所有工况下，电容电压平衡策略能够使得系统稳定运行，电容电压维持稳定；②子模块之间，电容电压能够保持相对动态稳定，平均波动可限制在设定值范围内。U_{cdiff_max}与系统运行的工况密切相关，随着有功功率绝对值的增大而增大，对于无功功率亦是如此，且有功功率的影响更大些。 

表2 

图4给出了t=1.0s时刻，有功功率从1.0pu跳变至0.5pu，无功功率从0.4pu跳变至0的波形图。图4(a)为功率波形图，在本发明提出的策略下，功率跳变可以顺利实现。图4(b)给出了直流正负极电压和交流三相电压，由于调制比设定为1.22，故单相电压幅值大于直流电压，功率阶跃对直流电压没有影响。图4(c)为子模块电容电压，随机选取了240个子模块中的32个，功率跳变前后，电容电压都能维持稳定运行。图4(d)给出了A相上桥臂最大电容电压和最小电容电压的差值，在功率跳变后，子模块电容电压的差异性明显减少，这和表2得到的规律相符。图4(e)为桥臂子模块触发信号波形图。 

引入平均开关频率f_{sw_av}

$f_{\mathrm{sw}\_\mathrm{av}}=\frac{n_{\mathrm{sw}}}{2N}$

其中，n_sw为单位时间内统计得到的器件开关次数总和。设定有功功率为1.0pu，无功功率为0，对于不同的子模块电压偏差允许值ΔU_c而言，可以获得如下结果：①ΔU_c=0.02kV（1%），f_{sw_av}=204Hz；②ΔU_c=0.05kV（2.5%），f_{sw_av}=125Hz；③ΔU_c=0.1kV（5%），f_{sw_av}=82Hz。可以看出，与传统电容电压平衡控制近1000Hz的频率相比，开关频率得到了大幅度降低。 

快速排序法的时间复杂度O(NlogN)实际为其平均时间复杂度，本文方法的时间复杂度O(N)为其时间复杂度上界。本实施例采用的桥臂子模块个数N=240，根据上述两个复杂度可知，快速排序算法是本文方法的7.9倍。在更坏的情况下，这个比例将会更高，快速排序会占用更多的资源，降低系统控制频率。 

从上述具体分析及详细的仿真验证中可以看出，本实施方式能够有效维持电容电压稳定在一定范围内，并且能够控制系统顺利度过暂态。另外，与现有技术相比，能够在降低子模块开关频率的同时免去排序算法，减少计算资源的占有，加快系统控制频率。 

Claims (7)

1.一种全桥MMC电容电压的均衡控制方法，包括如下步骤： 

（1）对于MMC的任一桥臂，建立三个记录库：正投入记录库、负投入记录库和切除记录库；在初始时刻，对桥臂内的各子模块进行检测，并将输出电平为正、负或零的子模块对应分配至正投入记录库、负投入记录库和切除记录库中； 

（2）对于当前控制时刻，通过检测获得各记录库的子模块电容电压最大值和最小值、桥臂的子模块电容电压最大值和最小值以及对应子模块的库位置信息，同时确定桥臂电流； 

（3）利用最近电平调制方法计算出桥臂在当前控制时刻所需投入的电平数，将其与前一控制时刻所需投入的电平数作差，获得桥臂电平差； 

（4）根据所述的桥臂电平差以及步骤（2）得到的信息，通过逻辑判断对桥臂进行子模块投切操作，并对记录库进行更新。 

2.根据权利要求1所述的均衡控制方法，其特征在于：所述的步骤（2）中，对于桥臂的任一记录库，首先，任取库内两个子模块进行电容电压比较，令较大的电容电压为U_cmax，较小的电容电压为U_cmin；然后，使库内其他子模块的电容电压与U_cmax和U_cmin逐一进行比较，从而更新U_cmax和U_cmin；直至完成所有比较后，最后使U_cmax和U_cmin分别作为记录库的子模块电容电压最大值和最小值。 

3.根据权利要求1所述的均衡控制方法，其特征在于：所述的步骤（2）中，使三个记录库的子模块电容电压最大值进行比较，取三者最大的为桥臂的子模块电容电压最大值，并记录该最大值对应子模块所在的记录库；使三个记录库的子模块电容电压最小值进行比较，取三者最小的为桥臂的子模块电容电压最小值，并记录该最小值对应子模块所在的记录库。 

4.根据权利要求1所述的均衡控制方法，其特征在于：所述的步骤（4）中，若桥臂电平差大于0，根据电容电压和桥臂电流信息通过逻辑判断从切除记录库中取一子模块对其施加正投入操作，从负投入记录库中取一子模块对其施加切除操作，同时更新记录库； 

若桥臂电平差小于0，根据电容电压和桥臂电流信息通过逻辑判断从切除记 录库中取一子模块对其施加负投入操作，从正投入记录库中取一子模块对其施加切除操作，同时更新记录库； 

若桥臂电平差等于0，根据电容电压和桥臂电流信息通过逻辑判断从切除记录库中取一子模块对其施加正投入操作或负投入操作，从正投入记录库或负投入记录库中取一子模块对其施加切除操作，同时更新记录库；或保持不对桥臂进行子模块投切操作。 

5.根据权利要求4所述的均衡控制方法，其特征在于：对于桥臂电平差大于0的情况下： 

若i_arm＞0且

则从切除记录库中取

对应的子模块对其施加正投入操作； 

若i_arm＞0且

则从负投入记录库中取对应的子模块对其施加切除操作； 

若i_arm≤0且则从切除记录库中取

对应的子模块对其施加正投入操作； 

若i_arm≤0且

则从负投入记录库中取

对应的子模块对其施加切除操作； 

其中：i_arm为桥臂电流，和分别为切除记录库的子模块电容电压最大值和最小值，

和

分别为负投入记录库的子模块电容电压最大值和最小值。 

6.根据权利要求4所述的均衡控制方法，其特征在于：对于桥臂电平差小于0的情况下： 

若i_arm＞0且则从切除记录库中取

对应的子模块对其施加负投入操作； 

若i_arm＞0且则从正投入记录库中取

对应的子模块对其施加切除操作； 

若i_arm≤0且

则从切除记录库中取对应的子模块对其施加负投入操作； 

若i_arm≤0且则从正投入记录库中取

对应的子模块对其施加切除操作； 

其中：i_arm为桥臂电流，

和

分别为切除记录库的子模块电容电压最大值和最小值，

和

分别为正投入记录库的子模块电容电压最大值和最小值。 

7.根据权利要求4所述的均衡控制方法，其特征在于：对于桥臂电平差等于0的情况下： 

若U_max-U_min≤U_ref，则保持不对桥臂进行子模块投切操作； 

若U_maxU_min＞U_ref且i_arm＞0，则判断以下关系式是否成立： 

|U_max-U_cref|＞|U_min-U_cref| 

若是且U_max对应的子模块处于切除记录库，则从切除记录库中取对应的子模块对其施加负投入操作，同时从负投入记录库中取

对应的子模块对其施加切除操作； 

若是且U_max对应的子模块处于正投入记录库，则从切除记录库中取对应的子模块对其施加正投入操作，同时从正投入记录库中取

对应的子模块对其施加切除操作； 

若否且U_min对应的子模块处于切除记录库，则从切除记录库中取

对应的子模块对其施加正投入操作，同时从正投入记录库中取

对应的子模块对其施加切除操作； 

若否且U_min对应的子模块处于负投入记录库，则从切除记录库中取

对应的子模块对其施加负投入操作，同时从负投入记录库中取

对应的子模块对其施加切除操作； 

若U_max-U_min＞U_ref且i_arm≤0，则判断以下关系式是否成立： 

|U_max-U_cref|＞|U_min-U_cref| 

若是且U_max对应的子模块处于切除记录库，则从切除记录库中取

对应的子模块对其施加正投入操作，同时从正投入记录库中取

对应的子模块对其施加切除操作； 

若是且U_max对应的子模块处于负投入记录库，则从切除记录库中取

对应的子模块对其施加负投入操作，同时从负投入记录库中取

对应的子模块对其施加切除操作； 

若否且U_min对应的子模块处于切除记录库，则从切除记录库中取

对应 的子模块对其施加负投入操作，同时从负投入记录库中取

对应的子模块对其施加切除操作； 

若否且U_min对应的子模块处于正投入记录库，则从切除记录库中取

对应的子模块对其施加正投入操作，同时从正投入记录库中取

对应的子模块对其施加切除操作； 

其中：i_arm为桥臂电流，

和

分别为切除记录库的子模块电容电压最大值和最小值，和

分别为正投入记录库的子模块电容电压最大值和最小值，

和

分别为负投入记录库的子模块电容电压最大值和最小值，U_max和U_min分别为桥臂的子模块电容电压最大值和最小值，U_ref为预设的电容电压偏差阈值，U_cref为子模块电容电压的额定值。 

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