CN105391332A - 级联式多电平逆变系统的载波生成方法、控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开应用于级联式多电平逆变系统的载波生成方法和装置，首先确定逆变系统中每个逆变模块在N种PWM调制波控制下的输出功率，之后利用每个逆变模块在N种PWM调制波控制下的输出功率，以及每个逆变模块的目标输出功率，确定N个逆变模块中的各个逆变模块在预定周期内所需的PWM调制波以及所需的PWM调制波持续的时长，从而确定N个逆变模块的层叠式载波的参数，并据此生成N个逆变模块的层叠式载波。利用按照本发明公开的方法生成的层叠式载波，能够控制级联式多电平逆变系统中的各逆变模块输出特定功率，实现对级联式多电平逆变系统的功率不平衡控制。本发明还公开了级联式多电平逆变系统的控制方法和装置。

Description

级联式多电平逆变系统的载波生成方法、控制方法及装置

技术领域

本发明属于级联式逆变系统技术领域，尤其涉及级联式多电平逆变系统的载波生成方法、控制方法及装置。

背景技术

目前针对级联式多电平逆变系统采用的PWM(脉冲宽度调制)方法，包括载波移相调制方法和载波层叠调制方法。

在载波层叠调制过程中，级联式多电平逆变系统中的各个逆变模块所使用的总调制波(正弦调制波)一致，各个逆变模块的载波在空间上进行层叠。在总调制波的半个工频周期内，各个逆变模块的输出功率是不一致的，如果需要N个逆变模块级联构成的多电平逆变系统输出功率均衡，则以半个工频周期为单位，通过各个逆变模块间的载波循环移动N次，在N次循环过后，各个逆变模块的输出功率是动态平衡的。

但是，针对需要功率不平衡控制的级联式多电平逆变系统，现有的载波层叠调制方法无法实现。例如级联式多电平光伏逆变系统，由于需要对各个光伏电池板进行模块级别的MPPT(最大功率点追踪)，因此各个光伏电池板的输出功率是不一致的，在这种情况下，现有的载波层叠调制方法无法实现针对各个光伏电池板的功率不均衡控制。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供应用于级联式多电平逆变系统的载波生成方法和装置，以及级联式多电平逆变系统的控制方法及装置，以实现对级联式多电平逆变系统的功率不平衡控制。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

第一方面，本发明公开一种载波生成方法，应用于级联式多电平逆变系统，所述级联式多电平逆变系统包括N个输出串联的逆变模块，N为大于1的整数，所述载波生成方法包括：

利用N个逆变模块的输入电压分别确定每个逆变模块在PWM调制波1至PWM调制波N控制下的输出功率，其中，PWM调制波i通过第i个载波组与正弦调制波的比较结果产生，i＝1,2,…，N，每个载波组包括两个以零参考轴对称分布的载波；

利用所述N个逆变模块中每个逆变模块在PWM调制波1至PWM调制波N控制下的输出功率，以及所述N个逆变模块中每个逆变模块的目标输出功率，确定N个逆变模块中每个逆变模块在预定周期内所需的PWM调制波及所需的各PWM调制波所持续的时长；其中，一个逆变模块在所述预定周期内所需的PWM调制波为PWM调制波1至PWM调制波N中的一个或多个；

分别确定N个逆变模块中每个逆变模块的层叠式载波的参数，一个逆变模块的层叠式载波的参数包括：所述逆变模块的层叠式载波包含的载波组、以及各载波组在所述预定周期内所持续的时长，其中，一个逆变模块的层叠式载波包含的载波组为：所述逆变模块在预定周期内所需的PWM调制波对应的载波组，所述逆变模块的层叠式载波包含的各载波组所持续的时长为：所述逆变模块在预定周期内所需的对应的PWM调制波所持续的时长；

依据确定出的N个逆变模块的层叠式载波的参数，分别生成与N个逆变模块对应的层叠式载波。

优选的，上述载波生成方法中，所述利用所述N个逆变模块中每个逆变模块在PWM调制波1至PWM调制波N控制下的输出功率，以及所述N个逆变模块中每个逆变模块的目标输出功率，确定N个逆变模块中每个逆变模块在预定周期内所需的PWM调制波及所需的各PWM调制波所持续的时长，具体为：

分别设定所述N个逆变模块中每个逆变模块在所述预定周期内所需的各PWM调制波所持续的半工频周期的数量，其中，一个逆变模块在所述预定周期内所需的各PWM调制波所持续的半工频周期的数量分别为K1至K_N中的任意一个，不同逆变模块在所述预定周期内所需的同一个PWM调制波所持续的半工频周期的数量不同，并且，在同一个半工频周期内N个逆变模块分别使用不同的PWM调制波；

利用设定的N个逆变模块中每个逆变模块在所述预定周期内所需的各PWM调制波所持续的半工频周期的数量，以及所述N个逆变模块中每个逆变模块分别在PWM调制波1至PWM调制波N控制下的输出功率，分别计算N个逆变模块中每个逆变模块在所述预定周期内的传输平均功率；

基于所述N个逆变模块中每个逆变模块在PWM调制波1至PWM调制波N控制下的输出功率，确定所述N个逆变模块中每个逆变模块在PWM调制波1至PWM调制波N控制下的输出功率的比值，确定所述N个逆变模块在同一PWM调制波控制下的输出功率的比值，所述同一PWM调制波依次为PWM调制波1至PWM调制波N；

利用所述N个逆变模块在所述预定周期内的传输平均功率的比值、所述N个逆变模块中每个逆变模块在PWM调制波1至PWM调制波N控制下的输出功率的比值、以及所述N个逆变模块在同一PWM调制波控制下的输出功率的比值，确定K1至Kn的取值，所述预定周期包含的半工频周期的数量为：一个逆变模块所需的各PWM调制波所持续的半工频周期的数量总和；

其中，所述N个逆变模块在所述预定周期内的传输平均功率的比值与所述N个逆变模块的目标输出功率的比值相同。

优选的，上述载波生成方法中，逆变模块的层叠式载波包含的载波为等腰三角波。

第二方面，本发明公开一种载波生成装置，应用于级联式多电平逆变系统，所述级联式多电平逆变系统包括N个输出串联的逆变模块，N为大于1的整数，所述载波生成装置包括处理器和信号发生器；

所述处理器利用N个逆变模块的输入电压分别确定每个逆变模块在PWM调制波1至PWM调制波N控制下的输出功率，其中，PWM调制波i通过第i个载波组与正弦调制波的比较结果产生，i＝1,2,…，N，每个载波组包括两个以零参考轴对称分布的载波；之后，所述处理器利用所述N个逆变模块中每个逆变模块在PWM调制波1至PWM调制波N控制下的输出功率，以及所述N个逆变模块中每个逆变模块的目标输出功率，确定N个逆变模块中每个逆变模块在预定周期内所需的PWM调制波及所需的各PWM调制波所持续的时长；其中，一个逆变模块在所述预定周期内所需的PWM调制波为PWM调制波1至PWM调制波N中的一个或多个；之后，所述处理器分别确定N个逆变模块中每个逆变模块的层叠式载波的参数，一个逆变模块的层叠式载波的参数包括：所述逆变模块的层叠式载波包含的载波组、以及各载波组在所述预定周期内所持续的时长；其中，一个逆变模块的层叠式载波包含的载波组为：所述逆变模块在预定周期内所需的PWM调制波对应的载波组，所述逆变模块的层叠式载波包含的各载波组所持续的时长为：所述逆变模块在预定周期内所需的对应的PWM调制波所持续的时长；

所述信号发生器利用所述处理器确定出的N个逆变模块的层叠式载波的参数，分别生成与N个逆变模块对应的层叠式载波。

第三方面，本发明公开一种级联式多电平逆变系统的控制方法，所述级联式多电平逆变系统包括N个输出串联的逆变模块，N为大于1的整数，所述控制方法包括：

确定N个逆变模块的层叠式载波的参数；

依据确定出的N个逆变模块的层叠式载波的参数，分别生成与N个逆变模块对应的层叠式载波；

分别比较N个逆变模块的层叠式载波与正弦调制波，生成N个逆变模块的PWM调制波，将生成的PWM调制波分别加载至相应的逆变模块；

其中，确定N个逆变模块的层叠式载波的参数，包括：

利用N个逆变模块的输入电压分别确定N个逆变模块在PWM调制波1至PWM调制波N控制下的输出功率，其中，PWM调制波i通过第i个载波组与正弦调制波的比较结果产生，i＝1,2,…，N，每个载波组包括两个以零参考轴对称分布的载波；

利用所述N个逆变模块中每个逆变模块在PWM调制波1至PWM调制波N控制下的输出功率，以及所述N个逆变模块中每个逆变模块的目标输出功率，确定N个逆变模块中每个逆变模块在预定周期内所需的PWM调制波及所需的各PWM调制波所持续的时长；其中，一个逆变模块在所述预定周期内所需的PWM调制波为PWM调制波1至PWM调制波N中的一个或多个；分别确定N个逆变模块中每个逆变模块的层叠式载波的参数，一个逆变模块的层叠式载波的参数包括：所述逆变模块的层叠式载波包含的载波组、以及各载波组在所述预定周期内所持续的时长，其中，一个逆变模块的层叠式载波包含的载波组为：所述逆变模块在预定周期内所需的PWM调制波对应的载波组，所述逆变模块的层叠式载波包含的各载波组所持续的时长为：所述逆变模块在预定周期内所需的对应的PWM调制波所持续的时长。

优选的，上述控制方法中，所述利用所述N个逆变模块中每个逆变模块在PWM调制波1至PWM调制波N控制下的输出功率，以及所述N个逆变模块中每个逆变模块的目标输出功率，确定N个逆变模块中每个逆变模块在预定周期内所需的PWM调制波及所需的各PWM调制波所持续的时长，具体为：

分别设定所述N个逆变模块中每个逆变模块在所述预定周期内所需的各PWM调制波所持续的半工频周期的数量，其中，一个逆变模块在所述预定周期内所需的各PWM调制波所持续的半工频周期的数量分别为K1至K_N中的任意一个，不同逆变模块在所述预定周期内所需的同一个PWM调制波所持续的半工频周期的数量不同，并且，在同一个半工频周期内N个逆变模块分别使用不同的PWM调制波；

利用设定的N个逆变模块中每个逆变模块在所述预定周期内所需的各PWM调制波所持续的半工频周期的数量，以及所述N个逆变模块中每个逆变模块分别在PWM调制波1至PWM调制波N控制下的输出功率，分别计算N个逆变模块中每个逆变模块在所述预定周期内的传输平均功率；

基于所述N个逆变模块中每个逆变模块在PWM调制波1至PWM调制波N控制下的输出功率，确定所述N个逆变模块中每个逆变模块在PWM调制波1至PWM调制波N控制下的输出功率的比值，确定所述N个逆变模块在同一PWM调制波控制下的输出功率的比值，所述同一PWM调制波依次为PWM调制波1至PWM调制波N；

利用所述N个逆变模块在所述预定周期内的传输平均功率的比值、所述N个逆变模块中每个逆变模块在PWM调制波1至PWM调制波N控制下的输出功率的比值、以及所述N个逆变模块在同一PWM调制波控制下的输出功率的比值，确定K1至Kn的取值，所述预定周期包含的半工频周期的数量为：一个逆变模块所需的各PWM调制波所持续的半工频周期的数量总和；

其中，所述N个逆变模块在所述预定周期内的传输平均功率的比值与所述N个逆变模块的目标输出功率的比值相同。

第四方面，本发明公开一种级联式多电平逆变系统的控制装置，所述级联式多电平逆变系统包括N个输出串联的逆变模块，N为大于1的整数，所述控制装置包括处理器、信号发生器和信号处理器；

所述处理器用于确定N个逆变模块的层叠式载波的参数；

所述信号发生器用于利用所述处理器确定出的N个逆变模块的层叠式载波的参数，分别生成与N个逆变模块对应的层叠式载波；

所述信号处理器用于分别比较N个逆变模块的层叠式载波与正弦调制波，生成N个逆变模块的PWM调制波，将生成的PWM调制波分别加载至相应的逆变模块；

其中，所述处理器具体用于：

利用N个逆变模块的输入电压分别确定每个逆变模块在PWM调制波1至PWM调制波N控制下的输出功率，其中，PWM调制波i通过第i个载波组与正弦调制波的比较结果产生，i＝1,2,…，N，每个载波组包括两个以零参考轴对称分布的载波；

利用所述N个逆变模块中每个逆变模块在PWM调制波1至PWM调制波N控制下的输出功率，以及所述N个逆变模块中每个逆变模块的目标输出功率，确定N个逆变模块中每个逆变模块在预定周期内所需的PWM调制波及所需的各PWM调制波所持续的时长；其中，一个逆变模块在所述预定周期内所需的PWM调制波为PWM调制波1至PWM调制波N中的一个或多个；

分别确定N个逆变模块中每个逆变模块的层叠式载波的参数，一个逆变模块的层叠式载波的参数包括：所述逆变模块的层叠式载波包含的载波组、以及各载波组在所述预定周期内所持续的时长，其中，一个逆变模块的层叠式载波包含的载波组为：所述逆变模块在预定周期内所需的PWM调制波对应的载波组，所述逆变模块的层叠式载波包含的各载波组所持续的时长为：所述逆变模块在预定周期内所需的对应的PWM调制波所持续的时长；

依据确定出的N个逆变模块的层叠式载波的参数，分别生成与N个逆变模块对应的层叠式载波。

由此可见，本发明的有益效果为：

本发明公开的应用于级联式多电平逆变系统的载波生成方法，首先利用逆变系统中N个逆变模块的输入电压分别确定每个逆变模块在N种PWM调制波控制下的输出功率，之后利用每个逆变模块分别在N种PWM调制波控制下的输出功率，以及每个逆变模块的目标输出功率，确定N个逆变模块中的各个逆变模块在预定周期内所需的PWM调制波以及所需的PWM调制波持续的时长，之后就可以确定N个逆变模块的层叠式载波的参数，并基于确定出的参数分别生成N个逆变模块的层叠式载波。本发明公开的载波生成方法，是基于级联式多电平逆变系统中N个逆变模块的目标输出功率，结合各个逆变模块在不同的PWM调制波控制下的输出功率，来确定N个逆变模块在预定时间内所需的PWM调制波以及各PWM持续的时长，从而确定N个逆变模块的层叠式载波的参数，由于确定N个逆变模块的层叠式载波的参数的依据为N个逆变模块在预定周期内的目标输出功率，因此基于该参数生成的N个逆变模块的层叠式载波，能够控制级联式多电平逆变系统中的各逆变模块输出特定功率，实现对级联式多电平逆变系统的功率不平衡控制。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为一种级联式多电平逆变系统的结构示意图；

图2为本发明公开的应用于级联式多电平逆变系统的一种载波生成方法的流程图；

图3为本发明公开的应用于级联式多电平逆变系统的一种载波生成装置的结构示意图；

图4为本发明公开的级联式多电平逆变系统的一种控制方法的流程图；

图5为本发明公开的级联式多电平逆变系统的一种控制装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明公开应用于级联式多电平逆变系统的载波生成方法，利用该方法生成各个逆变模块的层叠式载波，基于各个逆变模块的层叠式载波生成相应的PWM调制波，能够实现对级联式多电平逆变系统的功率不均衡控制。

本发明中的级联式多电平逆变系统包括N个输出串联的逆变模块，其中N为大于1的整数，图1示出了一种级联式多电平逆变系统的结构。

图2为本发明公开的应用于级联式多电平逆变系统的一种载波生成方法的流程图。该载波生成方法包括：

步骤S21：利用N个逆变模块的输入电压分别确定每个逆变模块在PWM调制波1至PWM调制波N控制下的输出功率。

其中，PWM调制波i通过第i个载波组与正弦调制波的比较结果产生，i＝1,2,…，N，每个载波组包括两个以零参考轴对称分布的载波。

这里以4个载波组为例：

4个载波组共包含8个载波，8个载波按照从上到下的顺序依次记为载波1、载波2、载波3、载波4、载波5、载波6、载波7和载波8，其中，载波1、载波2、载波3和载波4共4个载波位于零参考轴的上侧，载波5、载波6、载波7和载波8共4个载波位于零参考轴的下侧。

载波1和载波8以零参考轴对称分布、构成第1载波组，载波2和载波7以零参考轴对称分布、构成第2载波组，载波3和载波6以零参考轴对称分布、构成第3载波组，载波4和载波5以零参考轴对称分布、构成第4载波组。

通过比较第1载波组中的两个载波和正弦调制波的幅值，产生PWM调制波1；通过比较第2载波组中的两个载波和正弦调制波的幅值，产生PWM调制波2；通过比较第3载波组中的两个载波和正弦调制波的幅值，产生PWM调制波3；通过比较第4载波组中的两个载波和正弦调制波的幅值，产生PWM调制波4。

在检测级联式多电平逆变系统中N个逆变模块的输入电压后，就可以分别确定N个逆变模块在不同PWM调制波控制下的输出功率。这里需要说明的是，同一个逆变模块在输入电压不变的情况下，在不同PWM调制波控制下的输出功率是不同的。

步骤S22：利用N个逆变模块中每个逆变模块在PWM调制波1至PWM调制波N控制下的输出功率，以及N个逆变模块中每个逆变模块的目标输出功率，分别确定N个逆变模块中每个逆变模块在预定周期内所需的PWM调制波及所需的各PWM调制波所持续的时长。

其中，一个逆变模块在预定周期内所需的PWM调制波为PWM调制波1至PWM调制波N中的一个或多个。

级联式多电平逆变系统针对N个逆变模块采用模块级别的MPPT(最大功率点追踪)控制策略，N个逆变模块具有特定的目标输出功率。

级联式多电平逆变系统中各个逆变模块的目标输出功率是确定的，而且N个逆变模块中每个逆变模块在不同PWM调制波控制下的输出功率也是确定的，因此就可以确定：在预定周期内，N个逆变模块需要采用哪些PWM调制波，逆变模块需要在前述PWM调制波控制下运行的时长。

步骤S23：分别确定N个逆变模块中每个逆变模块的层叠式载波的参数。

一个逆变模块的层叠式载波的参数包括：逆变模块的层叠式载波包含的载波组、以及各载波组在预定周期内所持续的时长。

其中，一个逆变模块的层叠式载波包含的载波组为：该逆变模块在预定周期内所需的PWM调制波对应的载波组。一个逆变模块的层叠式载波包含的各载波组所持续的时长为：该逆变模块在预定周期内所需的对应的PWM调制波所持续的时长。

级联式多电平逆变系统中的N个逆变模块在预定周期内所需的PWM调制波及所需的各PWM调制波所持续的时长已经确定，而各PWM调制波是通过相应的载波组和正弦调制波的比较结果产生的，因此就可以确定N个逆变模块的层叠式载波的具体参数。

这里仍以上述实例说明。

假如确定级联式多电平逆变系统中的逆变模块1在预定周期内需要在PWM调制波1的控制下运行t1时间，在PWM调制波3的控制下运行t2时间。那么，该逆变模块1的层叠式载波的参数为：该层叠式载波包含载波组1和载波组3，并且载波组1持续的时长为t1，载波组3持续的时长为t2。

步骤S24：依据确定出的N个逆变模块的层叠式载波的参数，分别生成与N个逆变模块对应的层叠式载波。

本发明公开的应用于级联式多电平逆变系统的载波生成方法，首先利用逆变系统中N个逆变模块的输入电压分别确定每个逆变模块在N种PWM调制波控制下的输出功率，之后利用每个逆变模块分别在N种PWM调制波控制下的输出功率，以及每个逆变模块的目标输出功率，确定N个逆变模块中的各个逆变模块在预定周期内所需的PWM调制波以及所需的PWM调制波持续的时长，之后就可以确定N个逆变模块的层叠式载波的参数，并基于确定出的参数分别生成N个逆变模块的层叠式载波。本发明公开的载波生成方法，是基于级联式多电平逆变系统中N个逆变模块的目标输出功率，结合各个逆变模块在不同的PWM调制波控制下的输出功率，来确定N个逆变模块在预定时间内所需的PWM调制波以及各PWM持续的时长，从而确定N个逆变模块的层叠式载波的参数，由于确定N个逆变模块的层叠式载波的参数的依据为N个逆变模块在预定周期内的目标输出功率，因此基于该参数生成的N个逆变模块的层叠式载波，能够控制级联式多电平逆变系统中的各逆变模块输出特定功率，实现对级联式多电平逆变系统的功率不平衡控制。

实施中，利用N个逆变模块中每个逆变模块在PWM调制波1至PWM调制波N控制下的输出功率，以及N个逆变模块中每个逆变模块的目标输出功率，确定N个逆变模块中每个逆变模块在预定周期内所需的PWM调制波及所需的各PWM调制波所持续的时长，可以采用如下方式：

1)、分别设定N个逆变模块中每个逆变模块在预定周期内所需的各PWM调制波所持续的半工频周期的数量。其中，一个逆变模块在预定周期内所需的各PWM调制波所持续的半工频周期的数量分别为K₁至K_N中的任意一个，不同逆变模块在预定周期内所需的同一个PWM调制波所持续的半工频周期的数量不同，并且，在同一个半工频周期内N个逆变模块分别使用不同的PWM调制波。

2)、利用设定的N个逆变模块中每个逆变模块在预定周期内所需的各PWM调制波所持续的半工频周期的数量，以及N个逆变模块中每个逆变模块在PWM调制波1至PWM调制波N控制下的输出功率，分别计算N个逆变模块在预定周期内的传输平均功率。

3)、基于N个逆变模块中每个逆变模块在PWM调制波1至PWM调制波N控制下的输出功率，确定N个逆变模块中每个逆变模块在PWM调制波1至PWM调制波N控制下的输出功率的比值，确定N个逆变模块在同一PWM调制波控制下的输出功率的比值，这里的同一PWM调制波依次为PWM调制波1至PWM调制波N。

也就是说，需要确定第1个逆变模块在PWM调制波1至PWM调制波N控制下的输出功率的比值，确定第2个逆变模块在PWM调制波1至PWM调制波N控制下的输出功率的比值，…，确定第N个逆变模块在PWM调制波1至PWM调制波N控制下的输出功率的比值。

同时，需要确定第1个逆变模块至第N个逆变模块在PWM调制波1控制下的输出功率的比值，确定第1个逆变模块至第N个逆变模块在PWM调制波2控制下的输出功率的比值，…，确定第1个逆变模块至第N个逆变模块在PWM调制波N控制下的输出功率的比值。

4)、利用N个逆变模块在预定周期内的传输平均功率的比值、N个逆变模块中每个逆变模块在PWM调制波1至PWM调制波N控制下的输出功率的比值、以及N个逆变模块在同一PWM调制波控制下的输出功率的比值，确定K1至Kn的取值。

其中，N个逆变模块在预定周期内的传输平均功率的比值与N个逆变模块的目标输出功率的比值相同。预定周期包含的半工频周期的数量为：一个逆变模块所需的各PWM调制波所持续的半工频周期的数量总和。

以级联式多电平逆变系统包括两个逆变模块为例：

分别首先计算逆变模块1在PWM调制波1和PWM调制波2的控制下的输出功率，分别计算逆变模块2在PWM调制波1和PWM调制波2的控制下的输出功率。

$P_{11}=V_{in1}*\sqrt{2}{M}_r{I}_o(1-\frac{2}{\mathrm{\π}}arcsin\frac{1}{2M_r}-\frac{\sqrt{4M_r^2-1}}{2{\mathrm{\πM}}_r^2})$

$P_{12}=V_{in1}*\sqrt{2}{M}_r{I}_o(\frac{2}{\mathrm{\π}}arcsin\frac{1}{2M_r}+\frac{\sqrt{4M_r^2-1}}{2{\mathrm{\πM}}_r^2})$

$P_{21}=V_{in2}*\sqrt{2}{M}_r{I}_o(1-\frac{2}{\mathrm{\π}}arcsin\frac{1}{2M_r}-\frac{\sqrt{4M_r^2-1}}{2{\mathrm{\πM}}_r^2})$

$P_{22}=V_{in2}*\sqrt{2}{M}_r{I}_o(\frac{2}{\mathrm{\π}}arcsin\frac{1}{2M_r}+\frac{\sqrt{4M_r^2-1}}{2{\mathrm{\πM}}_r^2})$

其中，V_in1为逆变模块1的输入电压，V_in2为逆变模块2的输入电压，M_r为0.864，P₁₁为逆变模块1在PWM调制波1的控制下的输出功率，P₁₂为逆变模块1在PWM调制波2的控制下的输出功率，P₂₁为逆变模块2在PWM调制波1的控制下的输出功率，P₂₂为逆变模块2在PWM调制波2的控制下的输出功率。

设定逆变模块1在预定周期内所需的PWM调制波1所持续的半工频周期的数量为K₁，设定逆变模块1在预定周期内所需的PWM调制波2所持续的半工频周期的数量为K₂，设定逆变模块2在预定周期内所需的PWM调制波1所持续的半工频周期的数量为K₂，设定逆变模块2在预定周期内所需的PWM调制波2所持续的半工频周期的数量为K₁。

则逆变模块1在该预定周期内的传输平均功率P_H1，以及逆变模块2在该预定周期内的传输平均功率P_H1分别为：

$P_{H1}=\frac{K_1{P}_{11}+K_2{P}_{12}}{K_1+K_2}$

$P_{H2}=\frac{K_1{P}_{22}+K_2{P}_{21}}{K_1+K_2}$

逆变模块1和逆变模块2的目标输出功率的比值，即为逆变模块1和逆变模块2在预定周期内的传输平均功率的比值

结合逆变模块1在PWM调制波1与PWM调制波2控制下的输出功率的比值逆变模块2在PWM调制波1与PWM调制波2控制下的输出功率的比值逆变模块1与逆变模块2在PWM调制波1控制下的输出功率的比值以及逆变模块1与逆变模块2在PWM调制波2控制下的输出功率的比值就可以确定K₁和K₂的取值。该预定周期为(K₁+K₂)个半工频周期。

以级联式多电平逆变系统包括四个逆变模块为例：

首先分别计算逆变模块1在PWM调制波1、PWM调制波2、PWM调制波3和PWM调制波4控制下的输出功率P₁₁、P₁₂、P₁₃和P₁₄。分别计算逆变模块2在PWM调制波1、PWM调制波2、PWM调制波3和PWM调制波4控制下的输出功率P₂₁、P₂₂、P₂₃和P₂₄。分别计算逆变模块3在PWM调制波1、PWM调制波2、PWM调制波3和PWM调制波4控制下的输出功率P₃₁、P₃₂、P₃₃和P₃₄。分别计算逆变模块4在PWM调制波1、PWM调制波2、PWM调制波3和PWM调制波4控制下的输出功率P₄₁、P₄₂、P₄₃和P₄₄。

设定逆变模块1在预定周期内所需的PWM调制波1、PWM调制波2、PWM调制波3和PWM调制波4所持续的半工频周期的数量依次为K₁、K₂、K₃和K₄。设定逆变模块2在预定周期内所需的PWM调制波1、PWM调制波2、PWM调制波3和PWM调制波4所持续的半工频周期的数量依次为K₄、K₁、K₂和K₃。设定逆变模块3在预定周期内所需的PWM调制波1、PWM调制波2、PWM调制波3和PWM调制波4所持续的半工频周期的数量依次为K₃、K₄、K₁和K₂。设定逆变模块4在预定周期内所需的PWM调制波1、PWM调制波2、PWM调制波3和PWM调制波4所持续的半工频周期的数量依次为K₂、K₃、K₄和K₁。

则逆变模块1在该预定周期内的传输平均功率P_H1，逆变模块2在该预定周期内的传输平均功率P_H2，逆变模块3在该预定周期内的传输平均功率P_H3，以及逆变模块4在该预定周期内的传输平均功率P_H4，分别为：

$P_{H1}=\frac{K_1{P}_{11}+K_2{P}_{12}+K_3{P}_{13}+K_4{P}_{14}}{K_1+K_2+K_3+K_4}$

$P_{H2}=\frac{K_1{P}_{22}+K_2{P}_{23}+K_3{P}_{24}+K_4{P}_{21}}{K_1+K_2+K_3+K_4}$

$P_{H3}=\frac{K_1{P}_{33}+K_2{P}_{34}+K_3{P}_{31}+K_4{P}_{32}}{K_1+K_2+K_3+K_4}$

$P_{H4}=\frac{K_1{P}_{44}+K_2{P}_{41}+K_3{P}_{42}+K_4{P}_{43}}{K_1+K_2+K_3+K_4}$

逆变模块1、逆变模块2、逆变模块3和逆变模块4的目标输出功率的比值，即为逆变模块1、逆变模块2、逆变模块3和逆变模块4在预定周期内的传输平均功率的比值P_H1：P_H2：P_H3：P_H4。

结合逆变模块1在PWM调制波1至PWM调制波4控制下的输出功率的比值P₁₁：P₁₂：P₁₃：P₁₄、逆变模块2在PWM调制波1至PWM调制波4控制下的输出功率的比值P₂₁：P₂₂：P₂₃：P₂₄、逆变模块3在PWM调制波1至PWM调制波4控制下的输出功率的比值P₃₁：P₃₂：P₃₃：P₃₄、逆变模块4在PWM调制波1至PWM调制波4控制下的输出功率的比值P₄₁：P₄₂：P₄₃：P₄₄、逆变模块1至逆变模块4在PWM调制波1控制下的输出功率的比值P₁₁：P₂₁：P₃₁：P₄₁、逆变模块1至逆变模块4在PWM调制波2控制下的输出功率的比值P₁₂：P₂₂：P₃₂：P₄₂、逆变模块1至逆变模块4在PWM调制波3控制下的输出功率的比值P₁₃：P₂₃：P₃₃：P₄₃、以及逆变模块1至逆变模块4在PWM调制波4控制下的输出功率的比值P₁₄：P₂₄：P₃₄：P₄₄，就可以确定K₁、K₂、K₂和K₄的取值。该预定周期为(K₁+K₂+K₃+K₄)个半工频周期。

当然，在实施中，逆变模块1至逆变模块4在预定周期内所需的PWM调制波1、PWM调制波2、PWM调制波3和PWM调制波4所持续的半工频周期的数量的设定并不限定上述举例。

例如：设定逆变模块1在预定周期内所需的PWM调制波1、PWM调制波2、PWM调制波3和PWM调制波4所持续的半工频周期的数量依次为K₃、K₁、K₂和K₄。设定逆变模块2在预定周期内所需的PWM调制波1、PWM调制波2、PWM调制波3和PWM调制波4所持续的半工频周期的数量依次为K₄、K₂、K₃和K₁。设定逆变模块3在预定周期内所需的PWM调制波1、PWM调制波2、PWM调制波3和PWM调制波4所持续的半工频周期的数量依次为K₂、K₄、K₁和K₃。设定逆变模块4在预定周期内所需的PWM调制波1、PWM调制波2、PWM调制波3和PWM调制波4所持续的半工频周期的数量依次为K₁、K₃、K₄和K₂。

只要保证一个逆变模块在预定周期内所需的各PWM调制波所持续的半工频周期的数量分别为K₁至K₄中的任意一个，不同逆变模块在预定周期内所需的同一个PWM调制波所持续的半工频周期的数量不同，并且，在同一个半工频周期内N个逆变模块分别使用不同的PWM调制波即可。

以级联式多电平逆变系统包括N个逆变模块为例，其中N为大于1的整数：

首先针对每个逆变模块分别计算该逆变模块在PWM调制波1至PWM调制波N控制下的输出功率。

设定逆变模块1在预定周期内所需的PWM调制波1至PWM调制波N所持续的半工频周期的数量依次为K₁、K₂、…、K_N-1、K_N。

设定逆变模块2在预定周期内所需的PWM调制波1至PWM调制波N所持续的半工频周期的数量依次为K_N、K₁、K₂、…、K_N-2、K_N-1。

设定逆变模块3在预定周期内所需的PWM调制波1至PWM调制波N所持续的半工频周期的数量依次为K_N-1、K_N、K₁、…、K_N-3、K_N-2。

以此类推，

设定逆变模块N-1在预定周期内所需的PWM调制波1至PWM调制波N所持续的半工频周期的数量依次为K₃、K₄、…、K_N-1、K_N、K₁、K₂。

设定逆变模块N-1在预定周期内所需的PWM调制波1至PWM调制波N所持续的半工频周期的数量依次为K₂、K₃、…、K_N-1、K_N、K₁。

之后基于公式 $\frac{P_{Hi}}{P_{H(i+1)}}=\frac{\underset{j=1}{\overset{j=N+1-i}{\Σ}}{K}_j{P}_{i(i+j-1)}+\underset{j=N+2-i}{\overset{j=N}{\Σ}}{K}_j{P}_{i(i+j-N-1)}}{\underset{j=1}{\overset{j=N-i}{\Σ}}{K}_j{P}_{(i+1)(i+j)}+\underset{j=N+1-i}{\overset{j=N}{\Σ}}{K}_j{P}_{(i+1)(i+j-N)}},$ 利用N个逆变模块在预定周期内的传输平均功率的比值、N个逆变模块中每个逆变模块在PWM调制波1至PWM调制波N控制下的输出功率的比值、以及N个逆变模块在同一PWM调制波(该同一PWM调制波依次为PWM调制波1至PWM调制波N)控制下的输出功率的比值，确定K_j的取值，其中j＝1,2,…,N。

在上述公式中，P_mn表示第m个逆变模块在PWM调制波n控制下的输出功率，P_Hm表示第m个逆变模块的平均功率。

在本发明上述公开的载波生成方法中，逆变模块的层叠式载波包含的载波优选为等腰三角波。

本发明上述公开了应用于级联式多电平逆变系统的载波生成方法，相应的，本发明还公开应用于级联式多电平逆变系统的载波生成装置。下文关于载波生成装置的描述与前文关于载波生成方法的描述可以相互参见。

参见图3，图3为本发明公开的应用于级联式多电平逆变系统的一种载波生成装置的结构示意图。该载波生成装置包括处理器100和信号发生器200。

其中：

处理器100利用N个逆变模块的输入电压分别确定每个逆变模块在PWM调制波1至PWM调制波N控制下的输出功率，其中，PWM调制波i通过第i个载波组与正弦调制波的比较结果产生，i＝1,2,…，N，每个载波组包括两个以零参考轴对称分布的载波。

之后，处理器100利用N个逆变模块中每个逆变模块在PWM调制波1至PWM调制波N控制下的输出功率，以及N个逆变模块中每个逆变模块的目标输出功率，确定N个逆变模块中每个逆变模块在预定周期内所需的PWM调制波及所需的各PWM调制波所持续的时长。其中，一个逆变模块在预定周期内所需的PWM调制波为PWM调制波1至PWM调制波N中的一个或多个。

之后，处理器100分别确定N个逆变模块中每个逆变模块的层叠式载波的参数，一个逆变模块的层叠式载波的参数包括：逆变模块的层叠式载波包含的载波组、以及各载波组在预定周期内所持续的时长。其中，一个逆变模块的层叠式载波包含的载波组为：逆变模块在预定周期内所需的PWM调制波对应的载波组，逆变模块的层叠式载波包含的各载波组所持续的时长为：逆变模块在预定周期内所需的对应的PWM调制波所持续的时长。

信号发生器200利用处理器100确定出的N个逆变模块的层叠式载波的参数，分别生成与N个逆变模块对应的层叠式载波。

其中，处理器100确定N个逆变模块中每个逆变模块在预定周期内所需的PWM调制波及所需的各PWM调制波所持续的时长的过程，可以参见载波生成方法中的相关描述，这里不再进行赘述。

本发明公开的载波生成装置，基于级联式多电平逆变系统中N个逆变模块的目标输出功率，结合各个逆变模块在不同的PWM调制波控制下的输出功率，来确定N个逆变模块在预定时间内所需的PWM调制波以及各PWM持续的时长，从而确定N个逆变模块的层叠式载波的参数，由于确定N个逆变模块的层叠式载波的参数的依据为N个逆变模块在预定周期内的目标输出功率，因此基于本发明公开的载波生成装置生成的层叠式载波，能够控制级联式多电平逆变系统中的各逆变模块输出特定功率，实现对级联式多电平逆变系统的功率不平衡控制。

本发明还公开一种级联式多电平逆变系统的控制方法。

参见图4，图4为本发明公开的级联式多电平逆变系统的一种控制方法的流程图。该控制方法包括：

步骤S41：确定N个逆变模块的层叠式载波的参数。

步骤S42：依据确定出的N个逆变模块的层叠式载波的参数，分别生成与N个逆变模块对应的层叠式载波。

步骤S43：分别比较N个逆变模块的层叠式载波与正弦调制波，生成N个逆变模块的PWM调制波，将生成的PWM调制波分别加载至相应的逆变模块。

其中，步骤S41确定N个逆变模块的层叠式载波的参数，采用如下方式：

1)、利用N个逆变模块的输入电压分别确定每个逆变模块在PWM调制波1至PWM调制波N控制下的输出功率。其中，PWM调制波i通过第i个载波组与正弦调制波的比较结果产生，i＝1,2,…，N，每个载波组包括两个以零参考轴对称分布的载波。

2)、利用N个逆变模块中每个逆变模块在PWM调制波1至PWM调制波N控制下的输出功率，以及N个逆变模块中每个逆变模块的目标输出功率，确定N个逆变模块中每个逆变模块在预定周期内所需的PWM调制波及所需的各PWM调制波所持续的时长。其中，一个逆变模块在预定周期内所需的PWM调制波为PWM调制波1至PWM调制波N中的一个或多个。

实施中，确定N个逆变模块中每个逆变模块在预定周期内所需的PWM调制波及所需的各PWM调制波所持续的时长的过程，可以参见载波生成方法中的相关描述，这里不再进行赘述。

3)、分别确定N个逆变模块中每个逆变模块的层叠式载波的参数。一个逆变模块的层叠式载波的参数包括：逆变模块的层叠式载波包含的载波组、以及各载波组在预定周期内所持续的时长。其中，一个逆变模块的层叠式载波包含的载波组为：该逆变模块在预定周期内所需的PWM调制波对应的载波组。一个逆变模块的层叠式载波包含的各载波组所持续的时长为：该逆变模块在预定周期内所需的对应的PWM调制波所持续的时长。

本发明公开的应用于级联式多电平逆变系统的控制方法，基于级联式多电平逆变系统中N个逆变模块的目标输出功率，结合各个逆变模块在不同的PWM调制波控制下的输出功率，来确定N个逆变模块在预定时间内所需的PWM调制波以及各PWM持续的时长，从而确定N个逆变模块的层叠式载波的参数，之后依据确定出的N个逆变模块的层叠式载波的参数，分别生成与N个逆变模块对应的层叠式载波，通过比较N个逆变模块的层叠式载波与正弦调制波，生成N个逆变模块的PWM调制波。由于确定N个逆变模块的层叠式载波的参数的依据为N个逆变模块在预定周期内的目标输出功率，因此基于本发明公开的控制方法，能够控制级联式多电平逆变系统中的各逆变模块输出特定功率，实现对级联式多电平逆变系统的功率不平衡控制。

本发明上述公开了级联式多电平逆变系统的控制方法，相应的，本发明还公开级联式多电平逆变系统的控制装置。下文关于控制装置的描述与上文关于控制方法的描述可以相互参见。

参见图5，图5为本发明公开的级联式多电平逆变系统的一种控制装置的结构示意图。该控制装置包括处理器100、信号发生器200和信号处理器300。

其中：

处理器100用于确定N个逆变模块的层叠式载波的参数。

信号发生器200用于利用处理器100确定出的N个逆变模块的层叠式载波的参数，分别生成与N个逆变模块对应的层叠式载波。

信号处理器300用于分别比较N个逆变模块的层叠式载波与正弦调制波，生成N个逆变模块的PWM调制波，将生成的PWM调制波分别加载至相应的逆变模块。

其中：处理器100利用N个逆变模块的输入电压分别确定每个逆变模块在PWM调制波1至PWM调制波N控制下的输出功率，其中，PWM调制波i通过第i个载波组与正弦调制波的比较结果产生，i＝1,2,…，N，每个载波组包括两个以零参考轴对称分布的载波。

之后，处理器100利用N个逆变模块中每个逆变模块在PWM调制波1至PWM调制波N控制下的输出功率，以及N个逆变模块中每个逆变模块的目标输出功率，确定N个逆变模块中每个逆变模块在预定周期内所需的PWM调制波及所需的各PWM调制波所持续的时长。其中，一个逆变模块在预定周期内所需的PWM调制波为PWM调制波1至PWM调制波N中的一个或多个。

之后，处理器100分别确定N个逆变模块中每个逆变模块的层叠式载波的参数，一个逆变模块的层叠式载波的参数包括：逆变模块的层叠式载波包含的载波组、以及各载波组在预定周期内所持续的时长。其中，一个逆变模块的层叠式载波包含的载波组为：逆变模块在预定周期内所需的PWM调制波对应的载波组，逆变模块的层叠式载波包含的各载波组所持续的时长为：逆变模块在预定周期内所需的对应的PWM调制波所持续的时长。

实施中，处理器100确定N个逆变模块中每个逆变模块在预定周期内所需的PWM调制波及所需的各PWM调制波所持续的时长的过程，可以参见载波生成方法中的相关描述，这里不再进行赘述。

本发明公开的级联式多电平逆变系统的控制装置，基于级联式多电平逆变系统中N个逆变模块的目标输出功率，结合各个逆变模块在不同的PWM调制波控制下的输出功率，来确定N个逆变模块在预定时间内所需的PWM调制波以及各PWM持续的时长，从而确定N个逆变模块的层叠式载波的参数，之后依据确定出的N个逆变模块的层叠式载波的参数，分别生成与N个逆变模块对应的层叠式载波，通过比较N个逆变模块的层叠式载波与正弦调制波，生成N个逆变模块的PWM调制波。由于确定N个逆变模块的层叠式载波的参数的依据为N个逆变模块在预定周期内的目标输出功率，基于本发明公开的控制装置，能够控制级联式多电平逆变系统中的各逆变模块输出特定功率，实现对级联式多电平逆变系统的功率不平衡控制。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种载波生成方法，应用于级联式多电平逆变系统，所述级联式多电平逆变系统包括N个输出串联的逆变模块，N为大于1的整数，其特征在于，所述载波生成方法包括：

利用N个逆变模块的输入电压分别确定每个逆变模块在PWM调制波1至PWM调制波N控制下的输出功率，其中，PWM调制波i通过第i个载波组与正弦调制波的比较结果产生，i＝1,2,…，N，每个载波组包括两个以零参考轴对称分布的载波；

利用所述N个逆变模块中每个逆变模块在PWM调制波1至PWM调制波N控制下的输出功率，以及所述N个逆变模块中每个逆变模块的目标输出功率，确定N个逆变模块中每个逆变模块在预定周期内所需的PWM调制波及所需的各PWM调制波所持续的时长；其中，一个逆变模块在所述预定周期内所需的PWM调制波为PWM调制波1至PWM调制波N中的一个或多个；

分别确定N个逆变模块中每个逆变模块的层叠式载波的参数，一个逆变模块的层叠式载波的参数包括：所述逆变模块的层叠式载波包含的载波组、以及各载波组在所述预定周期内所持续的时长，其中，一个逆变模块的层叠式载波包含的载波组为：所述逆变模块在预定周期内所需的PWM调制波对应的载波组，所述逆变模块的层叠式载波包含的各载波组所持续的时长为：所述逆变模块在预定周期内所需的对应的PWM调制波所持续的时长；

依据确定出的N个逆变模块的层叠式载波的参数，分别生成与N个逆变模块对应的层叠式载波。

2.根据权利要求1所述的载波生成方法，其特征在于，所述利用所述N个逆变模块中每个逆变模块在PWM调制波1至PWM调制波N控制下的输出功率，以及所述N个逆变模块中每个逆变模块的目标输出功率，确定N个逆变模块中每个逆变模块在预定周期内所需的PWM调制波及所需的各PWM调制波所持续的时长，具体为：

分别设定所述N个逆变模块中每个逆变模块在所述预定周期内所需的各PWM调制波所持续的半工频周期的数量，其中，一个逆变模块在所述预定周期内所需的各PWM调制波所持续的半工频周期的数量分别为K1至K_N中的任意一个，不同逆变模块在所述预定周期内所需的同一个PWM调制波所持续的半工频周期的数量不同，并且，在同一个半工频周期内N个逆变模块分别使用不同的PWM调制波；

利用设定的N个逆变模块中每个逆变模块在所述预定周期内所需的各PWM调制波所持续的半工频周期的数量，以及所述N个逆变模块中每个逆变模块分别在PWM调制波1至PWM调制波N控制下的输出功率，分别计算N个逆变模块中每个逆变模块在所述预定周期内的传输平均功率；

基于所述N个逆变模块中每个逆变模块在PWM调制波1至PWM调制波N控制下的输出功率，确定所述N个逆变模块中每个逆变模块在PWM调制波1至PWM调制波N控制下的输出功率的比值，确定所述N个逆变模块在同一PWM调制波控制下的输出功率的比值，所述同一PWM调制波依次为PWM调制波1至PWM调制波N；

利用所述N个逆变模块在所述预定周期内的传输平均功率的比值、所述N个逆变模块中每个逆变模块在PWM调制波1至PWM调制波N控制下的输出功率的比值、以及所述N个逆变模块在同一PWM调制波控制下的输出功率的比值，确定K1至Kn的取值，所述预定周期包含的半工频周期的数量为：一个逆变模块所需的各PWM调制波所持续的半工频周期的数量总和；

其中，所述N个逆变模块在所述预定周期内的传输平均功率的比值与所述N个逆变模块的目标输出功率的比值相同。

3.根据权利要求1或2所述的载波生成方法，其特征在于，逆变模块的层叠式载波包含的载波为等腰三角波。

4.一种载波生成装置，应用于级联式多电平逆变系统，所述级联式多电平逆变系统包括N个输出串联的逆变模块，N为大于1的整数，其特征在于，所述载波生成装置包括处理器和信号发生器；

所述处理器利用N个逆变模块的输入电压分别确定每个逆变模块在PWM调制波1至PWM调制波N控制下的输出功率，其中，PWM调制波i通过第i个载波组与正弦调制波的比较结果产生，i＝1,2,…，N，每个载波组包括两个以零参考轴对称分布的载波；之后，所述处理器利用所述N个逆变模块中每个逆变模块在PWM调制波1至PWM调制波N控制下的输出功率，以及所述N个逆变模块中每个逆变模块的目标输出功率，确定N个逆变模块中每个逆变模块在预定周期内所需的PWM调制波及所需的各PWM调制波所持续的时长；其中，一个逆变模块在所述预定周期内所需的PWM调制波为PWM调制波1至PWM调制波N中的一个或多个；之后，所述处理器分别确定N个逆变模块中每个逆变模块的层叠式载波的参数，一个逆变模块的层叠式载波的参数包括：所述逆变模块的层叠式载波包含的载波组、以及各载波组在所述预定周期内所持续的时长；其中，一个逆变模块的层叠式载波包含的载波组为：所述逆变模块在预定周期内所需的PWM调制波对应的载波组，所述逆变模块的层叠式载波包含的各载波组所持续的时长为：所述逆变模块在预定周期内所需的对应的PWM调制波所持续的时长；

所述信号发生器利用所述处理器确定出的N个逆变模块的层叠式载波的参数，分别生成与N个逆变模块对应的层叠式载波。

5.一种级联式多电平逆变系统的控制方法，所述级联式多电平逆变系统包括N个输出串联的逆变模块，N为大于1的整数，其特征在于，所述控制方法包括：

确定N个逆变模块的层叠式载波的参数；

依据确定出的N个逆变模块的层叠式载波的参数，分别生成与N个逆变模块对应的层叠式载波；

分别比较N个逆变模块的层叠式载波与正弦调制波，生成N个逆变模块的PWM调制波，将生成的PWM调制波分别加载至相应的逆变模块；

其中，确定N个逆变模块的层叠式载波的参数，包括：

利用N个逆变模块的输入电压分别确定N个逆变模块在PWM调制波1至PWM调制波N控制下的输出功率，其中，PWM调制波i通过第i个载波组与正弦调制波的比较结果产生，i＝1,2,…，N，每个载波组包括两个以零参考轴对称分布的载波；

利用所述N个逆变模块中每个逆变模块在PWM调制波1至PWM调制波N控制下的输出功率，以及所述N个逆变模块中每个逆变模块的目标输出功率，确定N个逆变模块中每个逆变模块在预定周期内所需的PWM调制波及所需的各PWM调制波所持续的时长；其中，一个逆变模块在所述预定周期内所需的PWM调制波为PWM调制波1至PWM调制波N中的一个或多个；分别确定N个逆变模块中每个逆变模块的层叠式载波的参数，一个逆变模块的层叠式载波的参数包括：所述逆变模块的层叠式载波包含的载波组、以及各载波组在所述预定周期内所持续的时长，其中，一个逆变模块的层叠式载波包含的载波组为：所述逆变模块在预定周期内所需的PWM调制波对应的载波组，所述逆变模块的层叠式载波包含的各载波组所持续的时长为：所述逆变模块在预定周期内所需的对应的PWM调制波所持续的时长。

6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述利用所述N个逆变模块中每个逆变模块在PWM调制波1至PWM调制波N控制下的输出功率，以及所述N个逆变模块中每个逆变模块的目标输出功率，确定N个逆变模块中每个逆变模块在预定周期内所需的PWM调制波及所需的各PWM调制波所持续的时长，具体为：

分别设定所述N个逆变模块中每个逆变模块在所述预定周期内所需的各PWM调制波所持续的半工频周期的数量，其中，一个逆变模块在所述预定周期内所需的各PWM调制波所持续的半工频周期的数量分别为K1至K_N中的任意一个，不同逆变模块在所述预定周期内所需的同一个PWM调制波所持续的半工频周期的数量不同，并且，在同一个半工频周期内N个逆变模块分别使用不同的PWM调制波；

利用设定的N个逆变模块中每个逆变模块在所述预定周期内所需的各PWM调制波所持续的半工频周期的数量，以及所述N个逆变模块中每个逆变模块分别在PWM调制波1至PWM调制波N控制下的输出功率，分别计算N个逆变模块中每个逆变模块在所述预定周期内的传输平均功率；

基于所述N个逆变模块中每个逆变模块在PWM调制波1至PWM调制波N控制下的输出功率，确定所述N个逆变模块中每个逆变模块在PWM调制波1至PWM调制波N控制下的输出功率的比值，确定所述N个逆变模块在同一PWM调制波控制下的输出功率的比值，所述同一PWM调制波依次为PWM调制波1至PWM调制波N；

利用所述N个逆变模块在所述预定周期内的传输平均功率的比值、所述N个逆变模块中每个逆变模块在PWM调制波1至PWM调制波N控制下的输出功率的比值、以及所述N个逆变模块在同一PWM调制波控制下的输出功率的比值，确定K1至Kn的取值，所述预定周期包含的半工频周期的数量为：一个逆变模块所需的各PWM调制波所持续的半工频周期的数量总和；

其中，所述N个逆变模块在所述预定周期内的传输平均功率的比值与所述N个逆变模块的目标输出功率的比值相同。

7.一种级联式多电平逆变系统的控制装置，所述级联式多电平逆变系统包括N个输出串联的逆变模块，N为大于1的整数，其特征在于，所述控制装置包括处理器、信号发生器和信号处理器；

所述处理器用于确定N个逆变模块的层叠式载波的参数；

所述信号发生器用于利用所述处理器确定出的N个逆变模块的层叠式载波的参数，分别生成与N个逆变模块对应的层叠式载波；

所述信号处理器用于分别比较N个逆变模块的层叠式载波与正弦调制波，生成N个逆变模块的PWM调制波，将生成的PWM调制波分别加载至相应的逆变模块；

其中，所述处理器具体用于：

利用N个逆变模块的输入电压分别确定每个逆变模块在PWM调制波1至PWM调制波N控制下的输出功率，其中，PWM调制波i通过第i个载波组与正弦调制波的比较结果产生，i＝1,2,…，N，每个载波组包括两个以零参考轴对称分布的载波；

利用所述N个逆变模块中每个逆变模块在PWM调制波1至PWM调制波N控制下的输出功率，以及所述N个逆变模块中每个逆变模块的目标输出功率，确定N个逆变模块中每个逆变模块在预定周期内所需的PWM调制波及所需的各PWM调制波所持续的时长；其中，一个逆变模块在所述预定周期内所需的PWM调制波为PWM调制波1至PWM调制波N中的一个或多个；

分别确定N个逆变模块中每个逆变模块的层叠式载波的参数，一个逆变模块的层叠式载波的参数包括：所述逆变模块的层叠式载波包含的载波组、以及各载波组在所述预定周期内所持续的时长，其中，一个逆变模块的层叠式载波包含的载波组为：所述逆变模块在预定周期内所需的PWM调制波对应的载波组，所述逆变模块的层叠式载波包含的各载波组所持续的时长为：所述逆变模块在预定周期内所需的对应的PWM调制波所持续的时长；

依据确定出的N个逆变模块的层叠式载波的参数，分别生成与N个逆变模块对应的层叠式载波。