CN105119510B - 混合型级联多电平换流器的电容电压平衡方法与系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种混合型级联多电平换流器的电容电压平衡方法与系统，以所述混合型级联多电平换流器中每个单个桥臂为研究对象，根据单个桥臂中所有功率模块的电容电压，对所述单个桥臂中所有功率模块进行预设顺序排序，获得电容电压排序结果，对所述单个桥臂的参考波采用就近取整原则，获得所述单个桥臂所需投入的功率模块数量M，根据电容电压排序、单个桥臂所需投入的功率模块数量M以及桥臂中电流方向合理安排单个桥臂中全桥功率模块和半桥功率模块的触发脉冲，实现混合型级联多电平换流器的电容电压平衡。

Description

混合型级联多电平换流器的电容电压平衡方法与系统

技术领域

本发明涉及电力系统，特别是涉及混合型级联多电平换流器的电容电压平衡方法与系统。

背景技术

级联多电平换流器具有模块化设计、交直流谐波含量低、电压和容量扩展容易等优点，在柔性直流输电领域获得了广泛应用。现有柔性直流输电采用的级联多电平换流器，其每个桥臂的功率模块全部采用半桥结构。半桥结构的功率模块不具备直流故障自清除能力，即在直流侧发生双极短路的情况下，半桥功率模块反并联二极管的“整流效应”使交流系统持续向故障点馈入短路电流，威胁换流阀等主设备安全。为了切除短路故障，需要跳开换流器交流侧进线开关。该措施的故障清除速度较慢，故障清除后系统恢复输电的速度也较慢。

混合型级联多电平换流器包括多个桥臂，每个桥臂的功率模块包括半桥功率模块和全桥功率模块，由于全桥功率模块具备直流故障自清除能力，因此在合理配置半桥和全桥功率模块数量的基础上，混合型级联多电平换流器也具备直流故障自清除能力。该方法清除直流双极短路故障的速度较快，故障清除后系统恢复输电的速度也较快。由于半桥、全桥功率模块的混合使用，混合型级联多电平换流器的功率模块电容电压平衡不同于半桥型、全桥型级联多电平换流器。

目前已有学者提出半桥和全桥功率模块间的平衡控制方法，该方法需要对半桥和全桥功率模块电压的平均值进行闭环控制，处理过程复杂、数据处理量大，对控制系统的处理能力有较高要求。

发明内容

基于此，有必要针对现有混合型级联多电平换流器的电容电压平衡方法处理过程复杂且数据处理量大的问题，提供一种简单且数据处理量小的混合型级联多电平换流器的电容电压平衡方法与系统。

一种混合型级联多电平换流器的电容电压平衡方法，混合型级联多电平换流器中桥臂的功率模块包括全桥功率模块和半桥功率模块；

以所述混合型级联多电平换流器中每个单个桥臂为研究对象，所述混合型级联多电平换流器的电容电压平衡方法包括步骤：

获取每个单个桥臂中所有功率模块的电容电压，根据单个桥臂中所有功率模块的电容电压，对所述单个桥臂中所有功率模块进行预设顺序排序，获得电容电压排序结果；

获取所述单个桥臂的参考波，对所述单个桥臂的参考波采用就近取整原则，获得所述单个桥臂所需投入的功率模块数量，记录所述单个桥臂所需投入的功率模块数量为符号M，其中，M为整数，当M为正数时，表示所述单个桥臂需要M个功率模块输出正电平，所述单个桥臂中剩余功率模块输出零电平，当M为负数时，表示所述单个桥臂需要|M|个功率模块输出负电平，所述单个桥臂中剩余功率模块输出零电平；

判断所述单个桥臂的电流方向，并根据所述电容电压排序结果、所述单个桥臂所需投入的功率模块数量M以及单个桥臂电流方向，调节所述单个桥臂中全桥功率模块和半桥功率模块的输出电平。

一种混合型级联多电平换流器的电容电压平衡系统，混合型级联多电平换流器中桥臂的功率模块包括全桥功率模块和半桥功率模块；

以所述混合型级联多电平换流器中每个单个桥臂为研究对象，所述混合型级联多电平换流器的电容电压平衡系统包括步骤：

排序模块，用于获取每个单个桥臂中所有功率模块的电容电压，根据单个桥臂中所有功率模块的电容电压，对所述单个桥臂中所有功率模块进行预设顺序排序，获得电容电压排序结果；

功率模块投入数量计数模块，用于获取所述单个桥臂的参考波，对所述单个桥臂的参考波采用就近取整原则，获得所述单个桥臂所需投入的功率模块数量，记录所述单个桥臂所需投入的功率模块数量为符号M，其中，M为整数，当M为正数时，表示所述单个桥臂需要M个功率模块输出正电平，所述单个桥臂中剩余功率模块输出零电平，当M为负数时，表示所述单个桥臂需要|M|个功率模块输出负电平，所述单个桥臂中剩余功率模块输出零电平；

调节模块，用于判断所述单个桥臂的电流方向，并根据所述电容电压排序结果、所述单个桥臂所需投入的功率模块数量M以及单个桥臂电流方向，调节所述单个桥臂中全桥功率模块和半桥功率模块的输出电平。

本发明混合型级联多电平换流器的电容电压平衡方法与系统，以所述混合型级联多电平换流器中每个单个桥臂为研究对象，根据单个桥臂中所有功率模块的电容电压，对所述单个桥臂中所有功率模块进行预设顺序排序，获得电容电压排序结果，对所述单个桥臂的参考波采用就近取整原则，获得所述单个桥臂所需投入的功率模块数量M，根据电容电压排序、单个桥臂所需投入的功率模块数量M以及桥臂中电流方向合理安排单个桥臂中全桥功率模块和半桥功率模块的触发脉冲，实现混合型级联多电平换流器的电容电压平衡。

附图说明

图1为本发明混合型级联多电平换流器的电容电压平衡方法第一个实施例的流程示意图；

图2为本发明混合型级联多电平换流器的电容电压平衡方法第二个实施例的流程示意图；

图3为三相混合型级联多电平换流器的拓扑结构图；

图4为本发明混合型级联多电平换流器的电容电压平衡系统第一个实施例的结构示意图；

图5为本发明混合型级联多电平换流器的电容电压平衡系统第二个实施例的结构示意图。

具体实施方式

如图1、图2所示，一种混合型级联多电平换流器的电容电压平衡方法，混合型级联多电平换流器中桥臂的功率模块包括全桥功率模块和半桥功率模块；

以混合型级联多电平换流器中每个单个桥臂为研究对象，混合型级联多电平换流器的电容电压平衡方法包括步骤：

混合型多电平换流器中包括多个桥臂，每个桥臂均包括一部分全桥功率模块和一部分半桥功率模块，在本发明中，对混合型多电平换流器中各个桥臂单独作为研究对象，即对混合型多电平换流器中各个桥臂进行如下操作，该操作对象为混合型多电平换流器中每一个桥臂。

S100：获取每个单个桥臂中所有功率模块的电容电压，根据单个桥臂中所有功率模块的电容电压对单个桥臂中所有功率模块进行预设顺序排序，获得电容电压排序结果。

不区分单个桥臂中功率模块类型(全桥功率模块和半桥功率模块)，获取每个单个桥臂中所有功率模块的电容电压，根据单个桥臂中所有功率模块的电容电压对单个桥臂中所有功率模块进行预设顺序排序。这里的预设顺序是指预先设定的顺序，例如可以是升序或者降序排列，当选择升序时，即根据功率模块的电容电压从小到大的顺序排列功率模块，当选择降序时，即根据功率模块的电容电压从大到小的顺序排列功率模块。

S200：获取所述单个桥臂的参考波，对单个桥臂的参考波采用就近取整原则，获得单个桥臂所需投入的功率模块数量，记录单个桥臂所需投入的功率模块数量为符号M，其中，M为整数，当M为正数时，表示单个桥臂需要M个功率模块输出正电平，单个桥臂中剩余功率模块输出零电平，当M为负数时，表示单个桥臂需要|M|个功率模块输出负电平，单个桥臂中剩余功率模块输出零电平。

单个桥臂的参考波可以借助相关仪器设备进行采集，对于就近取整原则，可以理解为选择距离当前距离最近的整数，例如4.4就近取整为整数4；4.6就近取整为整数5；对于4.5这种特殊情况我们就近取整可以选择4或5。需要指出，桥臂中功率模块可以输出正电平、可以输出负电平也可以输出零电平，符号M为单个桥臂所需投入的功率模块数量，这里的数量不是单纯指代单个桥臂所需投入的功率模块的个数，M为整数，M可以为正或者为负，当M为正数时，表示单个桥臂需要M个功率模块输出正电平，单个桥臂中其他功率模块输出零电平，当M为负数时，表示单个桥臂需要|M|个功率模块输出负电平，单个桥臂中其他功率模块输出零电平。

S300：判断单个桥臂的电流方向，并根据电容电压排序结果、单个桥臂所需投入的功率模块数量M以及单个桥臂电流方向，调节单个桥臂中全桥功率模块和半桥功率模块的输出电平。

单个桥臂中电流方向可以以单个桥臂中对输出正电平的半桥功率模块电容充放电方向作为基准，具体来说，可以以单个桥臂中对输出正电平的半桥功率模块电容充电方向为正，以单个桥臂中对输出正电平的半桥功率模块电容放电方向为负。

在其中一个实施例中，步骤S300具体包括：

S320：当M为正数时，判断单个桥臂的电流方向的正负，当单个桥臂的电流方向为正时，将单个桥臂中电容电压较小的M个功率模块输出正电平，单个桥臂中剩余功率模块输出零电平，当单个桥臂的电流方向为负时，将单个桥臂中电容电压较大的M个功率模块输出正电平，单个桥臂中剩余功率模块输出零电平；

S340：当M为负数时，将单个桥臂中所有半桥功率模块输出零电平，并判断单个桥臂中电流方向的正负，当单个桥臂的电流方向为正时，在单个桥臂的全桥功率模块中，选择电容电压较大的|M|个功率模块输出负电平，单个桥臂中剩余全桥功率模块输出零电平，当单个桥臂电流为负时，在单个桥臂的全桥功率模块中，选择电容电压较小的|M|个功率模块输出负电平，单个桥臂中剩余全桥功率模块输出零电平；

其中，单个桥臂的电流方向为正表示单个桥臂的电流对输出正电平的半桥功率模块电容充电，单个桥臂的电流方向为负表示单个桥臂的电流对输出正电平的半桥功率模块电容放电。

本发明混合型级联多电平换流器的电容电压平衡方法，以混合型级联多电平换流器中每个单个桥臂为研究对象，根据单个桥臂中所有功率模块的电容电压对单个桥臂中所有功率模块进行预设顺序排序，获得电容电压排序结果，对单个桥臂的参考波采用就近取整原则，获得单个桥臂所需投入的功率模块数量M，根据电容电压排序、单个桥臂所需投入的功率模块数量M以及桥臂中电流方向合理安排单个桥臂中全桥功率模块和半桥功率模块的触发脉冲，实现混合型级联多电平换流器的电容电压平衡。

为了更进一步详细解释本发明混合型级联多电平换流器的电容电压平衡方法的技术方案以及上述电流正负判断，下面将结合图3三相混合型级联多电平换流器的拓扑结构图，进行解释说明。

以图3中桥臂1为例，本发明混合型级联多电平换流器的电容电压平衡方法包括步骤：

步骤一：根据桥臂1中所有功率模块的电容电压对桥臂1中所有功率模块进行升序或降序排序，获得电容电压排序结果。

步骤二：对桥臂1的参考波采用就近取整原则，获得桥臂1所需投入的功率模块数量，记录桥臂1所需投入的功率模块数量为符号M，其中，M为整数，当M为正数时，表示桥臂1需要M个功率模块输出正电平，桥臂1中剩余功率模块输出零电平，当M为负数时，表示桥臂1需要|M|个功率模块输出负电平，桥臂1中剩余功率模块输出零电平。

步骤三：当M为正数时，判断桥臂电流的方向，正向表示桥臂电流对输出正电平的半桥功率模块电容充电，即图3中桥臂电流由P点流向O点，负向表示桥臂电流对输出正电平的半桥功率模块电容放电，即图3中桥臂电流由O点流向P点。在当桥臂1的电流方向为正时，将桥臂1中电容电压较小的M个功率模块输出正电平，桥臂1中剩余功率模块输出零电平，当桥臂1的电流方向为负时，将桥臂1中电容电压较大的M个功率模块输出正电平，桥臂1中剩余功率模块输出零电平。

步骤四：当M为负数时，将桥臂1中所有半桥功率模块输出零电平，并判断桥臂1中电流方向的正负，当桥臂1的电流方向为正时，在桥臂1的全桥功率模块中，选择电容电压较大的|M|个功率模块输出负电平，桥臂1中剩余全桥功率模块输出零电平，当桥臂1电流为负时，在桥臂1的全桥功率模块中，选择电容电压较小的|M|个功率模块输出负电平，桥臂1中剩余全桥功率模块输出零电平。

在图3中，对于桥臂2和桥臂3，电容电压平衡过程与桥臂1相同。对于桥臂4、桥臂5以及桥臂6，电容电压平衡过程与桥臂1也基本步骤相同，但电流方向正负不相同，区别在于桥臂电流从O点流向N点时为正，从N点流向O点时为负。

在其中一个实施例中，获取每个单个桥臂中所有功率模块的电容电压，根据单个桥臂中所有功率模块的电容电压对单个桥臂中所有功率模块进行预设顺序排序，获得电容电压排序结果的步骤具体为：

获取每个单个桥臂中所有功率模块的电容电压，根据单个桥臂中所有功率模块的电容电压对单个桥臂中所有功率模块进行升序或降序排序，获得电容电压排序结果。

在其中一个实施例中，获取每个单个桥臂中所有功率模块的电容电压，根据单个桥臂中所有功率模块的电容电压对单个桥臂中所有功率模块进行预设顺序排序，获得电容电压排序结果的步骤之前还有步骤：

检测单个桥臂中所有功率模块的电容电压，并存储检测结果。

检测单个桥臂中所有功率模块的电容电压，以便实时更新单个桥臂中所有功率模块的电容电压的存储数据，从而便捷、准确对单个桥臂中所有功率模块排序。

在其中一个实施例中。混合型级联多电平换流器的电容电压平衡方法还包括步骤：

当单个桥臂中所有功率模块的输出电平均已调节完毕时，检测混合型级联多电平换流器的电容电压，验证混合型级联多电平换流器的电容电压是否平衡。

当单个桥臂中所有功率模块的输出电平均已调节完毕时，验证混合型级联多电平换流器的电容电压是否平衡，当已经达到平衡时，表明本次混合型级联多电平换流器的电容电压平衡调节成功，当未达到平衡时，表明本次混合型级联多电平换流器的电容电压平衡调节未成功，可以选择再次执行本发明混合型级联多电平换流器的电容电压平衡方法，当多次执行本发明混合型级联多电平换流器的电容电压平衡方法(预设次数N)，依旧无法实现混合型级联多电平换流器的电容电压平衡时，生成报警信号。

如图4所示，一种混合型级联多电平换流器的电容电压平衡系统，混合型级联多电平换流器中桥臂的功率模块包括全桥功率模块和半桥功率模块；

以混合型级联多电平换流器中每个单个桥臂为研究对象，混合型级联多电平换流器的电容电压平衡系统包括步骤：

排序模块100，用于获取每个单个桥臂中所有功率模块的电容电压，根据单个桥臂中所有功率模块的电容电压对单个桥臂中所有功率模块进行预设顺序排序，获得电容电压排序结果；

功率模块投入数量计数模块200，用于获取所述单个桥臂的参考波，对单个桥臂的参考波采用就近取整原则，获得单个桥臂所需投入的功率模块数量，记录单个桥臂所需投入的功率模块数量为符号M，其中，M为整数，当M为正数时，表示单个桥臂需要M个功率模块输出正电平，单个桥臂中剩余功率模块输出零电平，当M为负数时，表示单个桥臂需要|M|个功率模块输出负电平，单个桥臂中剩余功率模块输出零电平；

调节模块300，用于判断单个桥臂的电流方向，并根据电容电压排序结果、单个桥臂所需投入的功率模块数量M以及单个桥臂电流方向，调节单个桥臂中全桥功率模块和半桥功率模块的输出电平。

本发明混合型级联多电平换流器的电容电压平衡系统，以混合型级联多电平换流器中每个单个桥臂为研究对象，排序模块100根据单个桥臂中所有功率模块的电容电压对单个桥臂中所有功率模块进行预设顺序排序，获得电容电压排序结果，功率模块投入数量计数模块200对单个桥臂的参考波采用就近取整原则，获得单个桥臂所需投入的功率模块数量M，调节模块300根据电容电压排序、单个桥臂所需投入的功率模块数量M以及桥臂中电流方向合理安排单个桥臂中全桥功率模块和半桥功率模块的触发脉冲，实现混合型级联多电平换流器的电容电压平衡。

如图5所示，在其中一个实施例中，调节模块300具体包括：

第一处理单元320，用于当M为正数时，判断单个桥臂的电流方向的正负，当单个桥臂的电流方向为正时，将单个桥臂中电容电压较小的M个功率模块输出正电平，单个桥臂中剩余功率模块输出零电平，当单个桥臂的电流方向为负时，将单个桥臂中电容电压较大的M个功率模块输出正电平，单个桥臂中剩余功率模块输出零电平；

第二处理单元340，用于当M为负数时，将单个桥臂中所有半桥功率模块输出零电平，并判断单个桥臂中电流方向的正负，当单个桥臂的电流方向为正时，在单个桥臂的全桥功率模块中，选择电容电压较大的|M|个功率模块输出负电平，单个桥臂中剩余全桥功率模块输出零电平，当单个桥臂电流为负时，在单个桥臂的全桥功率模块中，选择电容电压较小的|M|个功率模块输出负电平，单个桥臂中剩余全桥功率模块输出零电平；

其中，单个桥臂的电流方向为正表示单个桥臂的电流对输出正电平的半桥功率模块电容充电，单个桥臂的电流方向为负表示单个桥臂的电流对输出正电平的半桥功率模块电容放电。

在其中一个实施例中，排序模块100具体用于获取每个单个桥臂中所有功率模块的电容电压，根据单个桥臂中所有功率模块的电容电压对单个桥臂中所有功率模块进行升序或降序排序，获得电容电压排序结果。

在其中一个实施例中，混合型级联多电平换流器的电容电压平衡系统还包括：

电容电压检测模块，用于检测单个桥臂中所有功率模块的电容电压，并存储检测结果。

在其中一个实施例中，混合型级联多电平换流器的电容电压平衡系统还包括：

验证模块，用于当单个桥臂中所有功率模块的输出电平均已调节完毕时，检测混合型级联多电平换流器的电容电压，验证混合型级联多电平换流器的电容电压是否平衡。

以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种混合型级联多电平换流器的电容电压平衡方法，其特征在于，混合型级联多电平换流器中桥臂的功率模块包括全桥功率模块和半桥功率模块；

以所述混合型级联多电平换流器中每个单个桥臂为研究对象，所述混合型级联多电平换流器的电容电压平衡方法包括步骤：

获取每个单个桥臂中所有功率模块的电容电压，根据所述单个桥臂中所有功率模块的电容电压，对所述单个桥臂中所有功率模块进行预设顺序排序，获得电容电压排序结果；

获取所述单个桥臂的参考波，对所述单个桥臂的参考波采用就近取整原则，获得所述单个桥臂所需投入的功率模块数量，记录所述单个桥臂所需投入的功率模块数量为符号M，其中，M为整数，当M为正数时，表示所述单个桥臂需要M个功率模块输出正电平，所述单个桥臂中剩余功率模块输出零电平，当M为负数时，表示所述单个桥臂需要|M|个功率模块输出负电平，所述单个桥臂中剩余功率模块输出零电平；

判断所述单个桥臂的电流方向，并根据所述电容电压排序结果、所述单个桥臂所需投入的功率模块数量M以及单个桥臂电流方向，调节所述单个桥臂中全桥功率模块和半桥功率模块的输出电平。

2.根据权利要求1所述的混合型级联多电平换流器的电容电压平衡方法，其特征在于，所述判断所述单个桥臂的电流方向，并根据所述电容电压排序结果、所述单个桥臂所需投入的功率模块数量M以及单个桥臂电流方向，调节所述单个桥臂中全桥功率模块和半桥功率模块的输出电平的步骤具体包括：

当M为正数时，判断所述单个桥臂的电流方向的正负，当所述单个桥臂的电流方向为正时，将所述单个桥臂中电容电压较小的M个功率模块输出正电平，所述单个桥臂中剩余功率模块输出零电平，当所述单个桥臂的电流方向为负时，将所述单个桥臂中电容电压较大的M个功率模块输出正电平，所述单个桥臂中剩余功率模块输出零电平；

当M为负数时，将所述单个桥臂中所有半桥功率模块输出零电平，并判断所述单个桥臂中电流方向的正负，当所述单个桥臂的电流方向为正时，在所述单个桥臂的全桥功率模块中，选择电容电压较大的|M|个功率模块输出负电平，所述单个桥臂中剩余全桥功率模块输出零电平，当所述单个桥臂电流为负时，在所述单个桥臂的全桥功率模块中，选择电容电压较小的|M|个功率模块输出负电平，所述单个桥臂中剩余全桥功率模块输出零电平；

其中，所述单个桥臂的电流方向为正表示所述单个桥臂的电流对输出正电平的半桥功率模块电容充电，所述单个桥臂的电流方向为负表示所述单个桥臂的电流对输出正电平的半桥功率模块电容放电。

3.根据权利要求1或2所述的混合型级联多电平换流器的电容电压平衡方法，其特征在于，所述获取每个单个桥臂中所有功率模块的电容电压，根据单个桥臂中所有功率模块的电容电压，对所述单个桥臂中所有功率模块进行预设顺序排序，获得电容电压排序结果的步骤具体为：

获取每个单个桥臂中所有功率模块的电容电压，根据单个桥臂中所有功率模块的电容电压对所述单个桥臂中所有功率模块进行升序或降序排序，获得电容电压排序结果。

4.根据权利要求1或2所述的混合型级联多电平换流器的电容电压平衡方法，其特征在于，所述获取每个单个桥臂中所有功率模块的电容电压，根据单个桥臂中所有功率模块的电容电压，对所述单个桥臂中所有功率模块进行预设顺序排序，获得电容电压排序结果的步骤之前还有步骤：

检测所述单个桥臂中所有功率模块的电容电压，并存储检测结果。

5.根据权利要求1或2所述的混合型级联多电平换流器的电容电压平衡方法，其特征在于，还包括步骤：

当所述单个桥臂中所有功率模块的输出电平均已调节完毕时，检测所述混合型级联多电平换流器的电容电压，验证所述混合型级联多电平换流器的电容电压是否平衡。

6.一种混合型级联多电平换流器的电容电压平衡系统，其特征在于，混合型级联多电平换流器中桥臂的功率模块包括全桥功率模块和半桥功率模块；

以所述混合型级联多电平换流器中每个单个桥臂为研究对象，所述混合型级联多电平换流器的电容电压平衡系统包括步骤：

排序模块，用于获取每个单个桥臂中所有功率模块的电容电压，根据所述单个桥臂中所有功率模块的电容电压，对所述单个桥臂中所有功率模块进行预设顺序排序，获得电容电压排序结果；

功率模块投入数量计数模块，用于获取所述单个桥臂的参考波，对所述单个桥臂的参考波采用就近取整原则，获得所述单个桥臂所需投入的功率模块数量，记录所述单个桥臂所需投入的功率模块数量为符号M，其中，M为整数，当M为正数时，表示所述单个桥臂需要M个功率模块输出正电平，所述单个桥臂中剩余功率模块输出零电平，当M为负数时，表示所述单个桥臂需要|M|个功率模块输出负电平，所述单个桥臂中剩余功率模块输出零电平；

调节模块，用于判断所述单个桥臂的电流方向，并根据所述电容电压排序结果、所述单个桥臂所需投入的功率模块数量M以及单个桥臂电流方向，调节所述单个桥臂中全桥功率模块和半桥功率模块的输出电平。

7.根据权利要求6所述的混合型级联多电平换流器的电容电压平衡系统，其特征在于，所述调节模块具体包括：

第一处理单元，用于当M为正数时，判断所述单个桥臂的电流方向的正负，当所述单个桥臂的电流方向为正时，将所述单个桥臂中电容电压较小的M个功率模块输出正电平，所述单个桥臂中剩余功率模块输出零电平，当所述单个桥臂的电流方向为负时，将所述单个桥臂中电容电压较大的M个功率模块输出正电平，所述单个桥臂中剩余功率模块输出零电平；

第二处理单元，用于当M为负数时，将所述单个桥臂中所有半桥功率模块输出零电平，并判断所述单个桥臂中电流方向的正负，当所述单个桥臂的电流方向为正时，在所述单个桥臂的全桥功率模块中，选择电容电压较大的|M|个功率模块输出负电平，所述单个桥臂中剩余全桥功率模块输出零电平，当所述单个桥臂电流为负时，在所述单个桥臂的全桥功率模块中，选择电容电压较小的|M|个功率模块输出负电平，所述单个桥臂中剩余全桥功率模块输出零电平；

其中，所述单个桥臂的电流方向为正表示所述单个桥臂的电流对输出正电平的半桥功率模块电容充电，所述单个桥臂的电流方向为负表示所述单个桥臂的电流对输出正电平的半桥功率模块电容放电。

8.根据权利要求6或7所述的混合型级联多电平换流器的电容电压平衡系统，其特征在于，所述排序模块具体用于获取每个单个桥臂中所有功率模块的电容电压，根据单个桥臂中所有功率模块的电容电压对所述单个桥臂中所有功率模块进行升序或降序排序，获得电容电压排序结果。

9.根据权利要求6或7所述的混合型级联多电平换流器的电容电压平衡系统，其特征在于，还包括：

电容电压检测模块，用于检测所述单个桥臂中所有功率模块的电容电压，并存储检测结果。

10.根据权利要求6或7所述的混合型级联多电平换流器的电容电压平衡系统，其特征在于，还包括：

验证模块，用于当所述单个桥臂中所有功率模块的输出电平均已调节完毕时，检测所述混合型级联多电平换流器的电容电压，验证所述混合型级联多电平换流器的电容电压是否平衡。