CN105226927A - 级联多电平换流器的环流抑制方法与系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种级联多电平换流器的环流抑制方法与系统，获取相单元中上桥臂电流和下桥臂电流，并计算相单元的内部环流，再计算内部环流的正交分量，对内部环流及其正交分量进行坐标变换，获得内部环流的d轴分量和q轴分量，对内部环流的d轴分量和q轴分量分别进行信号处理，获得附加控制信号的d轴参考值以及q轴参考值，对附加控制信号的d轴参考值以及q轴参考值进行坐标反变换，获得用于环流抑制的附加控制信号，再计算相单元上、下桥臂电压的参考值，生成上、下桥臂的触发脉冲，控制各个子模块电力电子开关的开通与关断，以使各个桥臂的实际输出电压与桥臂参考电压值相同，实现对任意桥臂数的级联多电平换流器良好的环流抑制效果。

Description

级联多电平换流器的环流抑制方法与系统

技术领域

本发明涉及电力系统技术领域，特别是涉及级联多电平换流器的环流抑制方法与系统。

背景技术

与采用晶闸管的常规直流输电技术相比，采用全控型电力电子开关的柔性直流输电技术便于构成多端直流输电，可向无源网络系统供电，特别适合于新能源发电并网。与2级或者3级电压源换流器相比，级联多电平换流器通过工作电压水平较低的子模块相互级联，可有效避免电力电子开关器件的串联问题。

一般级联多电平换流器包括单个相单元(如单相级联多电平换流器)或多个并联的相单元(如三相环流级联多电平换流器)，每个相单元都包括上桥臂和下桥臂，每个桥臂由一个桥臂串联电感和若干个子模块级联而成。级联多电平换流器的拓扑结构所带来的特殊问题，并对其正常运行带来不利影响：1)环流增大桥臂电流的有效值，增大流过子模块功率器件的电流有效值，加剧功率器件的有功损耗；2)环流加剧子模块电压波动的幅度，在规定电压波动范围的条件下，环流增大子模块电容值，增加换流器的成本投资。因此，在实际工程中，需要考虑环流抑制问题。

从当前的应用来看，环流抑制技术大多采用基于负序2倍频旋转坐标变换的环流抑制控制器，该控制器利用内部环流以2倍频分量为主的特点，利用负序2倍频旋转坐标变换，将三相换流器的负序2倍频环流转换为2个直流分量，然后利用比例积分控制器对其加以抑制。该控制器的主要问题是仅能应用于三相换流器中，在交流系统不对称的情况下，该控制器的控制效果不好，即无法实现良好的环流抑制效果。

发明内容

基于此，有必要针对目前级联多电平换流器的环流抑制方法无法针对任意桥臂数的级联多电平换流器实现良好的环流抑制问题，提供一种级联多电平换流器的环流抑制方法与系统，实现对任意桥臂数的级联多电平换流器良好的环流抑制效果。

一种级联多电平换流器的环流抑制方法，以所述级联多电平换流器中任意单个相单元为研究对象，所述级联多电平换流器的环流抑制方法包括步骤：

获取相单元中上桥臂电流和下桥臂电流，计算所述上桥臂电流与所述下桥臂电流的平均值，获得所述相单元的内部环流；

计算所述内部环流的正交分量；

对所述相单元的内部环流和所述内部环流的正交分量组成的矩阵进行坐标变换T_s/r，获得所述相单元的内部环流的d轴分量和q轴分量，其中，所述T_s/r为坐标变换矩阵；

将预设的环流d轴分量的参考值减去所述相单元的内部环流的d轴分量，获得第一误差信号，对所述第一误差信号进行信号处理，获得附加控制信号的d轴参考值，将预设的环流q轴分量的参考值减去所述相单元的内部环流的q轴分量，获得第二误差信号，所述第二误差信号进行所述信号处理，获得附加控制信号的q轴参考值；

对所述附加控制信号的d轴参考值和所述附加控制信号的q轴参考值进行坐标反变换T_r/s，获得所述相单元用于环流抑制的附加控制信号，其中，所述T_r/s为坐标反变换矩阵；

获取电网中直流母线的电压值和所述级联多电平换流器的交流侧输出电压参考值，将所述直流母线的电压值的一半加上所述用于环流抑制的附加控制信号，并减去所述级联多电平换流器的交流侧输出电压参考值，获得所述相单元上桥臂电压的参考值，将所述的电压值的一半加上所述用于环流抑制的附加控制信号，并加上所述级联多电平换流器的交流侧输出电压参考值，获得所述相单元下桥臂电压的参考值；

根据所述相单元上桥臂电压的参考值和所述相单元下桥臂电压的参考值，生成所述相单元上桥臂的触发脉冲和下桥臂的触发脉冲，控制所述相单元中各个子模块电力电子开关的开通与关断，以使所述级联多电平换流器中各个桥臂的实际输出电压值与桥臂的参考电压值相同。

一种级联多电平换流器的环流抑制系统，以所述级联多电平换流器中任意单个相单元为研究对象，所述级联多电平换流器的环流抑制系统包括：

内部环流计算模块，用于获取相单元中上桥臂电流和下桥臂电流，计算所述上桥臂电流与所述下桥臂电流的平均值，获得所述相单元的内部环流；

正交分量计算模块，用于计算所述内部环流的正交分量；

坐标变换模块，用于对所述相单元的内部环流和所述内部环流的正交分量组成的矩阵进行坐标变换T_s/r，获得所述相单元的内部环流的d轴分量和q轴分量，其中，所述T_s/r为坐标变换矩阵；

处理模块，用于将预设的环流d轴分量的参考值减去所述相单元的内部环流的d轴分量，获得第一误差信号，对所述第一误差信号进行信号处理，获得附加控制信号的d轴参考值，将预设的环流q轴分量的参考值减去所述相单元的内部环流的q轴分量，获得第二误差信号，所述第二误差信号进行所述信号处理，获得附加控制信号的q轴参考值；

坐标反变换模块，用于对所述附加控制信号的d轴参考值和所述附加控制信号的q轴参考值进行坐标反变换T_r/s，获得所述相单元用于环流抑制的附加控制信号，其中，所述T_r/s为坐标反变换矩阵；

桥臂电压参考值获取模块，用于获取电网中直流母线的电压值和所述级联多电平换流器的交流侧输出电压参考值，将所述直流母线的电压值的一半加上所述用于环流抑制的附加控制信号，并减去所述级联多电平换流器的交流侧输出电压参考值，获得所述相单元上桥臂电压的参考值，将所述的电压值的一半加上所述用于环流抑制的附加控制信号，并加上所述级联多电平换流器的交流侧输出电压参考值，获得所述相单元下桥臂电压的参考值；

控制模块，用于根据所述相单元上桥臂电压的参考值和所述相单元下桥臂电压的参考值，生成所述相单元上桥臂的触发脉冲和下桥臂的触发脉冲，控制所述相单元中各个子模块电力电子开关的开通与关断，以使所述级联多电平换流器中各个桥臂的实际输出电压值与桥臂的参考电压值相同。

本发明级联多电平换流器的环流抑制方法与系统，以所述级联多电平换流器中任意单个相单元为研究对象，获取相单元中上桥臂电流和下桥臂电流，并计算相单元的内部环流，再计算内部环流的正交分量，对内部环流及其正交分量进行坐标变换，获得内部环流的d轴分量和q轴分量，对内部环流的d轴分量和q轴分量分别进行信号处理，获得附加控制信号的d轴参考值以及q轴参考值，对附加控制信号的d轴参考值以及q轴参考值进行坐标反变换，获得用于环流抑制的附加控制信号，再计算相单元上、下桥臂电压的参考值，生成上桥臂的触发脉冲和下桥臂的触发脉冲，控制各个子模块电力电子开关的开通与关断，以使各个桥臂的实际输出电压与桥臂参考电压值相同，实现对任意桥臂数的级联多电平换流器良好的环流抑制效果。

附图说明

图1为级联多电平换流器的基本结构示意图；

图2为本发明级联多电平换流器的环流抑制方法第一个实施例的流程示意图；

图3为本发明级联多电平换流器的环流抑制方法第二个实施例的流程示意图；

图4为本发明级联多电平换流器的环流抑制系统第一个实施例的结构示意图；

图5为本发明级联多电平换流器的环流抑制系统第二个实施例的结构示意图；

图6为未采用本发明级联多电平换流器的环流抑制方法时，级联多电平换流器第j相的内部环流波形图；

图7为未采用本发明级联多电平换流器的环流抑制方法时，级联多电平换流器第j相的桥臂电流波形图

图8为采用本发明级联多电平换流器的环流抑制方法时，级联多电平换流器第j相的内部环流波形图；

图9为采用本发明级联多电平换流器的环流抑制方法时，级联多电平换流器第j相的桥臂电流波形图。

具体实施方式

级联多电平换流器包括单个相单元(如单相级联多电平换流器)或多个并联的相单元(如三相环流级联多电平换流器)，每个相单元都包括上桥臂和下桥臂，每个桥臂由一个桥臂串联电感和若干个子模块级联而成。如图1所示，该级联多电平换流器包括M个相单元，每个向单元包括上桥臂和下桥臂，每个桥臂由一个桥臂串联电感和若干个子模块级联而成。每个子模块可以为半桥拓扑结构、全桥拓扑结构或箝位双子模块拓扑结构。

如图2所示，一种级联多电平换流器的环流抑制方法，以所述级联多电平换流器中任意单个相单元为研究对象，例如在下述步骤中我们以级联多电平换流器中相单元j为研究对象

所述级联多电平换流器的环流抑制方法包括步骤：

S100：获取相单元中上桥臂电流和下桥臂电流，计算所述上桥臂电流与所述下桥臂电流的平均值，获得所述相单元的内部环流。

具体来说，采集相单元j中上桥臂电流i_pj和下桥臂电流i_nj，将上桥臂电流i_pj和下桥臂电流i_nj相加后除以2得到平均值，得到相单元j的内部环流i_zj。

S200：计算所述内部环流的正交分量。

计算相单元j的内部环流i_zj的正交分量i_zjo。在其中一个实施例中，可以采用二阶广义积分器对相单元j的内部环流i_zj进行信号处理，获得相单元j的内部环流i_zj的正交分量i_zjo。

S300：对所述相单元的内部环流和所述内部环流的正交分量组成的矩阵进行坐标变换T_s/r，获得所述相单元的内部环流的d轴分量和q轴分量，其中，所述T_s/r为坐标变换矩阵。

将相单元的内部环流i_zj和内部环流的正交分量i_zjo组成矩阵[i_zji_zjo]^T进行坐标变换T_s/r，获得相单元j的内部环流的d轴分量i_zjd和q轴分量i_zjq。具体来说，这里是对矩阵[i_zji_zjo]^T进行二倍频正序旋转坐标变换T_s/r，T_s/r为坐标变换矩阵，其具体公式为：

$T_{s/r}=\left[\begin{array}{cc}cos\left(2{\mathrm{\ω}}_{0}t\right)& \sin \left(2{\mathrm{\ω}}_{0}t\right)\\ -\sin \left(2{\mathrm{\ω}}_{0}t\right)& cos\left(2{\mathrm{\ω}}_{0}t\right)\end{array}\right]$

式中，ω₀为电网基波角频率，t为时间。

S400：将预设的环流d轴分量的参考值减去所述相单元的内部环流的d轴分量，获得第一误差信号，对所述第一误差信号进行信号处理，获得附加控制信号的d轴参考值，将预设的环流q轴分量的参考值减去所述相单元的内部环流的q轴分量，获得第二误差信号，所述第二误差信号进行所述信号处理，获得附加控制信号的q轴参考值。

预设的环流d轴分量的参考值i_{zjd_ref}和预设的环流q轴分量的参考值i_{zjq_ref}为环流抑制的目标参考值，均为基于历史经验数据或者专家数据预先设定的值，非必要的，在其中一个具体实例中，为完全抑制环流，将预设的环流d轴分量的参考值i_{zjd_ref}和预设的环流q轴分量的参考值i_{zjq_ref}均预设为0.

将预设的环流d轴分量的参考值i_{zjd_ref}减去相单元j的内部环流的d轴分量i_zjd，获得第一误差信号err_zjd，对第一误差信号err_zjd进行信号处理，获得附加控制信号的d轴参考值u_{zjd_ref}，将预设的环流q轴分量的参考值i_{zjq_ref}减去相单元j的内部环流的q轴分量i_zjq，获得第二误差信号err_zjq，对第二误差信号err_zjq进行同上的信号处理，获得附加控制信号的q轴参考值u_{zjq_ref}。在这里，所述的信号处理可以选用多种方式，例如比例调节或者比例积分调节，当选用等比例处理时，采用比例调节器u_{zjd_ref}＝K_p1×err_zjd，u_{zjq_ref}＝K_p1×err_zjq，其中K_p1为比例系数，当选用积分处理时，采用积分调节器u_{zjd_ref}＝K_p1×err_zjd+K_s1×∫err_zjddt，u_{zjq_ref}＝K_p1×err_zjq+K_s1×∫err_zjqdt，其中K_s1为积分系数。

S500：对所述附加控制信号的d轴参考值和所述附加控制信号的q轴参考值进行坐标反变换T_r/s，获得所述相单元用于环流抑制的附加控制信号，其中，所述T_r/s为坐标反变换矩阵。

对附加控制信号的d轴参考值u_{zjd_ref}和附加控制信号的q轴参考值u_{zjq_ref}，进行坐标反变换T_r/s，具体来说，获得相单元j用于环流抑制的附加控制信号u_{zj_ref}。其中，T_r/s为坐标反变换矩阵，其具体公式为：

T_r/s＝[cos(2ω₀t)-sin(2ω₀t)]

式中，ω₀为电网基波角频率，t为时间。

S600：获取电网中直流母线的电压值和所述级联多电平换流器的交流侧输出电压参考值，将所述直流母线的电压值的一半加上所述用于环流抑制的附加控制信号，并减去所述级联多电平换流器的交流侧输出电压参考值，获得所述相单元上桥臂电压的参考值，将所述的电压值的一半加上所述用于环流抑制的附加控制信号，并加上所述级联多电平换流器的交流侧输出电压参考值，获得所述相单元下桥臂电压的参考值。

获取电网中直流母线的电压值U_c和级联多电平换流器的交流侧输出电压参考值e_{j_ref}，将直流母线的电压值的一半U_c/2加上用于环流抑制的附加控制信号u_{zj_ref}，并减去级联多电平换流器的交流侧输出电压参考值e_{j_ref}，获得相单元j上桥臂电压的参考值u_{pj_ref}，将直流母线的电压值的一半U_c/2加上用于环流抑制的附加控制信号u_{zj_ref}，并加上级联多电平换流器的交流侧输出电压参考值e_{j_ref}，获得相单元j下桥臂电压的参考值u_{nj_ref}。其中，级联多电平换流器的交流侧输出电压参考值e_{j_ref}，可以通过已有外环功率控制方法和内环电流控制方法生成，换流器交流侧输出电压参考值e_{j_ref}主要用于控制换流器交流侧的外部电压和电流特性，其对本方案的效果不产生影响。

S700：根据所述相单元上桥臂电压的参考值和所述相单元下桥臂电压的参考值，生成所述相单元上桥臂的触发脉冲和下桥臂的触发脉冲，控制所述相单元中各个子模块电力电子开关的开通与关断，以使所述级联多电平换流器中各个桥臂的实际输出电压值与桥臂的参考电压值相同。

根据相单元j上桥臂电压的参考值u_{pj_ref}和下桥臂电压的参考值u_{nj_ref}，生成相单元j上桥臂的触发脉冲和下桥臂的触发脉冲，控制相单元j中各个子模块电力电子开关的开通与关断，以使所述级联多电平换流器中各个桥臂的实际输出电压值与桥臂的参考电压值相同。具体来说，步骤S700是针对每个相单元进行子模块电力电子开关的开通与关断，应用至整个级联多电平换流器中时，每个相单元的桥臂的实际输出电压值与桥臂的参考电压值相同。

本发明级联多电平换流器的环流抑制方法，以所述级联多电平换流器中任意单个相单元为研究对象，获取相单元中上桥臂电流和下桥臂电流，并计算相单元的内部环流，再计算内部环流的正交分量，对内部环流及其正交分量进行坐标变换，获得内部环流的d轴分量和q轴分量，对内部环流的d轴分量和q轴分量分别进行信号处理，获得附加控制信号的d轴参考值以及q轴参考值，对附加控制信号的d轴参考值以及q轴参考值进行坐标反变换，获得用于环流抑制的附加控制信号，再计算相单元上、下桥臂电压的参考值，生成上桥臂的触发脉冲和下桥臂的触发脉冲，控制各个子模块电力电子开关的开通与关断，以使各个桥臂的实际输出电压与桥臂参考电压值相同，实现对任意桥臂数的级联多电平换流器良好的环流抑制效果。

在其中一个实施例中，所述信号处理为比例调节或比例积分调节。

在其中一个实施例中，步骤S200具体为：

利用二阶广义积分器对所述相单元的内部环流进行信号处理，获得所述内部环流的正交分量。

如图3所示，在其中一个实施例中，步骤S700具体包括：

S720：对所述相单元上桥臂电压的参考值和所述相单元下桥臂电压的参考值进行脉宽调制和均压控制，生成所述相单元上桥臂的触发脉冲和下桥臂的触发脉冲；

S740：根据所述相单元上桥臂的触发脉冲和下桥臂的触发脉冲，控制所述相单元中各个子模块电力电子开关的开通与关断，以使所述级联多电平换流器中各个桥臂的实际输出电压值与桥臂的参考电压值相同。

在其中一个实施例中，所述坐标变换矩阵T_s/r具体为：

$T_{s/r}=\left[\begin{array}{cc}cos\left(2{\mathrm{\ω}}_{0}t\right)& \sin \left(2{\mathrm{\ω}}_{0}t\right)\\ -\sin \left(2{\mathrm{\ω}}_{0}t\right)& cos\left(2{\mathrm{\ω}}_{0}t\right)\end{array}\right];$

该变换的具体计算过程如下：

$\left[\begin{array}{c}{i}_{zjd}\\ i_{zjq}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cc}cos\left(2{\mathrm{\ω}}_{0}t\right)& sin\left(2{\mathrm{\ω}}_{0}t\right)\\ -sin\left(2{\mathrm{\ω}}_{0}t\right)& cos\left(2{\mathrm{\ω}}_{0}t\right)\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{i}_{zj}\\ i_{zjo}\end{array}\right]$

所述坐标反变换矩阵T_r/s具体为：

T_r/s＝[cos(2ω₀t)-sin(2ω₀t)]

该变换的具体计算过程如下：

u_{zj_ref}＝cos(2ω₀t)·u_{zjd_ref}-sin(2ω₀t)·u_{zjq_ref}

式中，ω₀为电网基波角频率，t为时间。

如图4所示，一种级联多电平换流器的环流抑制系统，以所述级联多电平换流器中任意单个相单元为研究对象，所述级联多电平换流器的环流抑制系统包括：

内部环流计算模块100，用于获取相单元中上桥臂电流和下桥臂电流，计算所述上桥臂电流与所述下桥臂电流的平均值，获得所述相单元的内部环流；

正交分量计算模块200，用于计算所述内部环流的正交分量；

坐标变换模块300，用于对所述相单元的内部环流和所述内部环流的正交分量组成的矩阵进行坐标变换T_s/r，获得所述相单元的内部环流的d轴分量和q轴分量，其中，所述T_s/r为坐标变换矩阵；

处理模块400，用于将预设的环流d轴分量的参考值减去所述相单元的内部环流的d轴分量，获得第一误差信号，对所述第一误差信号进行信号处理，获得附加控制信号的d轴参考值，将预设的环流q轴分量的参考值减去所述相单元的内部环流的q轴分量，获得第二误差信号，所述第二误差信号进行所述信号处理，获得附加控制信号的q轴参考值；

坐标反变换模块500，用于对所述附加控制信号的d轴参考值和所述附加控制信号的q轴参考值进行坐标反变换T_r/s，获得所述相单元用于环流抑制的附加控制信号，其中，所述T_r/s为坐标反变换矩阵；

桥臂电压参考值获取模块600，用于获取电网中直流母线的电压值和所述级联多电平换流器的交流侧输出电压参考值，将所述直流母线的电压值的一半加上所述用于环流抑制的附加控制信号，并减去所述级联多电平换流器的交流侧输出电压参考值，获得所述相单元上桥臂电压的参考值，将所述的电压值的一半加上所述用于环流抑制的附加控制信号，并加上所述级联多电平换流器的交流侧输出电压参考值，获得所述相单元下桥臂电压的参考值；

控制模块700，用于根据所述相单元上桥臂电压的参考值和所述相单元下桥臂电压的参考值，生成所述相单元上桥臂的触发脉冲和下桥臂的触发脉冲，控制所述相单元中各个子模块电力电子开关的开通与关断，以使所述级联多电平换流器中各个桥臂的实际输出电压值与桥臂的参考电压值相同。

本发明级联多电平换流器的环流抑制系统，以所述级联多电平换流器中任意单个相单元为研究对象，内部环流计算模块100获取相单元中上桥臂电流和下桥臂电流，并计算相单元的内部环流，正交分量计算模块200计算内部环流的正交分量，坐标变换模块300对内部环流及其正交分量进行坐标变换，获得内部环流的d轴分量和q轴分量，处理模块400对内部环流的d轴分量和q轴分量分别进行信号处理，获得附加控制信号的d轴参考值以及q轴参考值，坐标反变换模块500对附加控制信号的d轴参考值以及q轴参考值进行坐标反变换，获得用于环流抑制的附加控制信号，桥臂电压参考值获取模块600计算相单元上、下桥臂电压的参考值，控制模块700生成上桥臂的触发脉冲和下桥臂的触发脉冲，控制各个子模块电力电子开关的开通与关断，以使各个桥臂的实际输出电压与桥臂参考电压值相同，实现对任意桥臂数的级联多电平换流器良好的环流抑制效果。

在其中一个实施例中，所述信号处理为比例调节或比例积分调节。

在其中一个实施例中，所述正交分量计算模块200具体用于利用二阶广义积分器对所述相单元的内部环流进行信号处理，获得所述内部环流的正交分量。

如图5所示，在其中一个实施例中，所述控制模块700具体包括：

脉冲生成单元720，用于对所述相单元上桥臂电压的参考值和所述相单元下桥臂电压的参考值进行脉宽调制和均压控制，生成所述相单元上桥臂的触发脉冲和下桥臂的触发脉冲；

控制单元740，用于根据所述相单元上桥臂的触发脉冲和下桥臂的触发脉冲，控制所述相单元中各个子模块电力电子开关的开通与关断，以使所述级联多电平换流器中各个桥臂的实际输出电压值与桥臂的参考电压值相同。

在其中一个实施例中，所述坐标变换矩阵T_s/r具体为：

$T_{s/r}=\left[\begin{array}{cc}cos\left(2{\mathrm{\ω}}_{0}t\right)& \sin \left(2{\mathrm{\ω}}_{0}t\right)\\ -\sin \left(2{\mathrm{\ω}}_{0}t\right)& cos\left(2{\mathrm{\ω}}_{0}t\right)\end{array}\right];$

所述坐标反变换矩阵T_r/s具体为：

T_r/s＝[cos(2ω₀t)-sin(2ω₀t)]

式中，ω₀为电网基波角频率，t为时间。

为了验证本发明级联多电平换流器的环流抑制方法与系统的有益效果，下面将采用具体实例并结合图6-图9进行说明。

图6和图7所示为未采用本发明级联多电平换流器的环流抑制方法时，换流器A相的内部环流和桥臂电流波形图。可以看出，环流由一个直流电流分量和一个2倍频电流分量构成，这个2倍频电流分量就是需要加以消除的电流成分。由于2倍频电流分量的存在，桥臂电流存在畸变。

图8和图9所示为采用本发明级联多电平换流器的环流抑制方法时，换流器A相的内部环流和桥臂电流波形图。可以看出此时的内部环流基本仅由一个直流电流分量，2倍频电流分量被消除，桥臂电流恢复正弦。

以上所述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)

1.一种级联多电平换流器的环流抑制方法，其特征在于，以所述级联多电平换流器中任意单个相单元为研究对象，所述级联多电平换流器的环流抑制方法包括步骤：

获取相单元中上桥臂电流和下桥臂电流，计算所述上桥臂电流与所述下桥臂电流的平均值，获得所述相单元的内部环流；

计算所述内部环流的正交分量；

对所述相单元的内部环流和所述内部环流的正交分量组成的矩阵进行坐标变换T_s/r，获得所述相单元的内部环流的d轴分量和q轴分量，其中，所述T_s/r为坐标变换矩阵；

将预设的环流d轴分量的参考值减去所述相单元的内部环流的d轴分量，获得第一误差信号，对所述第一误差信号进行信号处理，获得附加控制信号的d轴参考值，将预设的环流q轴分量的参考值减去所述相单元的内部环流的q轴分量，获得第二误差信号，所述第二误差信号进行所述信号处理，获得附加控制信号的q轴参考值；

对所述附加控制信号的d轴参考值和所述附加控制信号的q轴参考值进行坐标反变换T_r/s，获得所述相单元用于环流抑制的附加控制信号，其中，所述T_r/s为坐标反变换矩阵；

获取电网中直流母线的电压值和所述级联多电平换流器的交流侧输出电压参考值，将所述直流母线的电压值的一半加上所述用于环流抑制的附加控制信号，并减去所述级联多电平换流器的交流侧输出电压参考值，获得所述相单元上桥臂电压的参考值，将所述的电压值的一半加上所述用于环流抑制的附加控制信号，并加上所述级联多电平换流器的交流侧输出电压参考值，获得所述相单元下桥臂电压的参考值；

根据所述相单元上桥臂电压的参考值和所述相单元下桥臂电压的参考值，生成所述相单元上桥臂的触发脉冲和下桥臂的触发脉冲，控制所述相单元中各个子模块电力电子开关的开通与关断，以使所述级联多电平换流器中各个桥臂的实际输出电压值与桥臂的参考电压值相同。

2.根据权利要求1所述的级联多电平换流器的环流抑制方法，其特征在于，所述信号处理为比例调节或比例积分调节。

3.根据权利要求1或2所述的级联多电平换流器的环流抑制方法，其特征在于，所述计算所述内部环流的正交分量的步骤具体为：

利用二阶广义积分器对所述相单元的内部环流进行信号处理，获得所述内部环流的正交分量。

4.根据权利要求1或2所述的级联多电平换流器的环流抑制方法，其特征在于，所述根据所述相单元上桥臂电压的参考值和所述相单元下桥臂电压的参考值，生成所述相单元上桥臂的触发脉冲和下桥臂的触发脉冲，控制所述相单元中各个子模块电力电子开关的开通与关断，以使所述级联多电平换流器中各个桥臂的实际输出电压值与桥臂的参考电压值相同的步骤具体包括：

对所述相单元上桥臂电压的参考值和所述相单元下桥臂电压的参考值进行脉宽调制和均压控制，生成所述相单元上桥臂的触发脉冲和下桥臂的触发脉冲；

根据所述相单元上桥臂的触发脉冲和下桥臂的触发脉冲，控制所述相单元中各个子模块电力电子开关的开通与关断，以使所述级联多电平换流器中各个桥臂的实际输出电压值与桥臂的参考电压值相同。

5.根据权利要求1或2所述的级联多电平换流器的环流抑制方法，其特征在于，所述坐标变换矩阵T_s/r具体为：

$T_{s/r}=\left[\begin{array}{cc}cos\left(2{\mathrm{\ω}}_{0}t\right)& \sin \left(2{\mathrm{\ω}}_{0}t\right)\\ -\sin \left(2{\mathrm{\ω}}_{0}t\right)& cos\left(2{\mathrm{\ω}}_{0}t\right)\end{array}\right];$

所述坐标反变换矩阵T_r/s具体为：

T_r/s＝[cos(2ω₀t)-sin(2ω₀t)]

式中，ω₀为电网基波角频率，t为时间。

6.一种级联多电平换流器的环流抑制系统，其特征在于，以所述级联多电平换流器中任意单个相单元为研究对象，所述级联多电平换流器的环流抑制系统包括：

内部环流计算模块，用于获取相单元中上桥臂电流和下桥臂电流，计算所述上桥臂电流与所述下桥臂电流的平均值，获得所述相单元的内部环流；

正交分量计算模块，用于计算所述内部环流的正交分量；

坐标变换模块，用于对所述相单元的内部环流和所述内部环流的正交分量组成的矩阵进行坐标变换T_s/r，获得所述相单元的内部环流的d轴分量和q轴分量，其中，所述T_s/r为坐标变换矩阵；

处理模块，用于将预设的环流d轴分量的参考值减去所述相单元的内部环流的d轴分量，获得第一误差信号，对所述第一误差信号进行信号处理，获得附加控制信号的d轴参考值，将预设的环流q轴分量的参考值减去所述相单元的内部环流的q轴分量，获得第二误差信号，所述第二误差信号进行所述信号处理，获得附加控制信号的q轴参考值；

坐标反变换模块，用于对所述附加控制信号的d轴参考值和所述附加控制信号的q轴参考值进行坐标反变换T_r/s，获得所述相单元用于环流抑制的附加控制信号，其中，所述T_r/s为坐标反变换矩阵；

桥臂电压参考值获取模块，用于获取电网中直流母线的电压值和所述级联多电平换流器的交流侧输出电压参考值，将所述直流母线的电压值的一半加上所述用于环流抑制的附加控制信号，并减去所述级联多电平换流器的交流侧输出电压参考值，获得所述相单元上桥臂电压的参考值，将所述的电压值的一半加上所述用于环流抑制的附加控制信号，并加上所述级联多电平换流器的交流侧输出电压参考值，获得所述相单元下桥臂电压的参考值；

控制模块，用于根据所述相单元上桥臂电压的参考值和所述相单元下桥臂电压的参考值，生成所述相单元上桥臂的触发脉冲和下桥臂的触发脉冲，控制所述相单元中各个子模块电力电子开关的开通与关断，以使所述级联多电平换流器中各个桥臂的实际输出电压值与桥臂的参考电压值相同。

7.根据权利要求6所述的级联多电平换流器的环流抑制系统，其特征在于，所述信号处理为比例调节或比例积分调节。

8.根据权利要求6或7所述的级联多电平换流器的环流抑制系统，其特征在于，所述正交分量计算模块具体用于利用二阶广义积分器对所述相单元的内部环流进行信号处理，获得所述内部环流的正交分量。

9.根据权利要求6或7所述的级联多电平换流器的环流抑制系统，其特征在于，所述控制模块具体包括：

脉冲生成单元，用于对所述相单元上桥臂电压的参考值和所述相单元下桥臂电压的参考值进行脉宽调制和均压控制，生成所述相单元上桥臂的触发脉冲和下桥臂的触发脉冲；

控制单元，用于根据所述相单元上桥臂的触发脉冲和下桥臂的触发脉冲，控制所述相单元中各个子模块电力电子开关的开通与关断，以使所述级联多电平换流器中各个桥臂的实际输出电压值与桥臂的参考电压值相同。

10.根据权利要求6或7所述的级联多电平换流器的环流抑制系统，其特征在于，所述坐标变换矩阵T_s/r具体为：

$T_{s/r}=\left[\begin{array}{cc}cos\left(2{\mathrm{\ω}}_{0}t\right)& \sin \left(2{\mathrm{\ω}}_{0}t\right)\\ -\sin \left(2{\mathrm{\ω}}_{0}t\right)& cos\left(2{\mathrm{\ω}}_{0}t\right)\end{array}\right];$

所述坐标反变换矩阵T_r/s具体为：

T_r/s＝[cos(2ω₀t)-sin(2ω₀t)]

式中，ω₀为电网基波角频率，t为时间。