CN109067147B - 级联型变流器子模块电容电压扰动量及不平衡度提取方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种级联型变流器子模块电容电压扰动量及不平衡度提取方法，包括：确定级联型变流器子模块的开关周期划分方式；采集子模块每个载波处于峰值时，级联变流器所对应子模块的电压调制系数、输入电流和电容电压；和/或，采集子模块每个载波处于波谷时，级联变流器所对应子模块的电压调制系数、输入电流和电容电压；计算级联变流器子模块的电容电压扰动量；计算级联变流器子模块的电容电压不平衡度。本发明适用于各种级联型变流器及其相应工况，能够更加直观的反映子模块电容电压扰动规律以及电容电压间差异，从而有助于高效地实现电容电压平衡策略。

Description

级联型变流器子模块电容电压扰动量及不平衡度提取方法

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，具体地，涉及级联型变流器子模块电容电压扰动量及不平衡度提取方法。

背景技术

级联型变流器具有良好的可扩展型以及较好的输出特性，被广泛应用于各种中、高压大功率电能变换场合，如柔性直流输电、无功补偿装置、储能、新能源发电、电机驱动等。由于级联型变流器工况复杂，子模块电容的充放电能量、损耗和电容值等存在差异，容易导致各个子模块电容电压不平衡，降低了级联型变流器的输出性能，严重时甚至导致系统无法安全可靠工作，因此必须对电容电压的平衡能力加以表征和控制。

适用于级联型变流器的调制方法主要有最近电平逼近调制(NLC)、载波移相脉宽调制(CPS-PWM)、以及载波层叠脉宽调制调制(PD-PWM)。相比于NLC调制和PD-PWM调制，CPS-PWM载波移相调制具有更好的谐波特性、更快的响应速度和固定的开关频率等优势，被广泛采用，尤其是在模块数相对较少的级联型变流器应用场合。

目前适用于CPS-PWM载波移相调制方法的子模块电容电压平衡控制技术主要分为两种：

1.增加外部电路

该方法通过构造公共的直流或交流母线以及外部平衡电路，将所有子模块的电容电压接入公共母线，来实现子模块电容电压自动平衡。但是，每个子模块都需要增加额外的硬件电路，使得装置的成本增高。

2.微调电压调制波

该方法通过电容电压均衡反馈控制回路得到的一个附加分量，叠加在电流控制回路产生的电压调制波上来实现电容电压的平衡控制。但是，叠加的附加分量，会导致调制波畸变，影响装置的输出性能；由于没有明确的数学模型，电容电压反馈控制器的参数整定较困难；另一方面，由于每个子模块都需要配置单独的电压平衡控制器，控制器的硬件要求增高，当级联型变流器子模块数增多时，其控制的复杂程度也会增加。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种级联型变流器子模块电容电压扰动量及不平衡度提取方法。

根据本发明提供的一种级联型变流器子模块电容电压扰动量及不平衡度提取方法，包括：

确定级联型变流器各个子模块的开关周期划分方式；

根据所述级联型变流器子模块的开关周期划分方式，对所述级联型变流器子模块的电压调制波、输入电流以及电容电压进行采样，得到所述级联型变流器子模块的电压调制系数、输入电流以及电容电压；

根据所述级联型变流器子模块的电压调制系数和输入电流，计算所述级联型变流器子模块的电容电压扰动量；和/或根据所述级联型变流器子模块采样获得的电容电压，计算所述级联型变流器子模块的电容电压不平衡度。

可选地，所述根据所述级联型变流器子模块的开关周期划分方式，对所述级联型变流器子模块的电压调制波、输入电流以及电容电压进行采样，得到所述级联型变流器子模块的电压调制系数、输入电流以及电容电压，包括：

采集所述级联型变流器子模块各自载波处于峰值时，相应子模块的电压调制系数、输入电流以及电容电压；和/或，采集所述级联型变流器子模块各自载波处于波谷时，相应子模块的电压调制系数、输入电流以及电容电压。

可选地，所述确定级联型变流器各个子模块的开关周期划分方式，包括：

假设采用载波移相调制的级联型变流器的一个桥臂中，包含有N个级联子模块，相邻的级联子模块载波的相角相差为2π/N，从N个级联子模块中任意选取一个子模块作为第一模块，将第一模块的载波作为基准载波，记为Tri₁，定义第一模块的移相角为0；相位依次滞后2π/N的N-1个模块所对应的载波分别记为Tri₂、Tri₃、…、Tri_N；每个子模块所对应的电压调制波分别记为u_m1、u_m2、…、u_mN，其相对应电压调制系数记为d₁、d₂、…、d_N；桥臂电流或子模块输入电流记为I_arm；每个子模块的电容电压分别记为u_c1、u_c2、…、u_cN；定义每个子模块各自载波相邻两个峰值之间的时间为所对应子模块的开关周期，且一个桥臂中各个子模块的开关周期不同相。

可选地，根据所述级联型变流器子模块的开关周期划分方式，对所述级联型变流器子模块的电压调制波、输入电流以及电容电压进行采样，得到所述级联型变流器子模块的电压调制系数，包括：

假设采用载波移相调制的级联型变流器的一个桥臂中包含有N个级联子模块，当各个子模块所对应的载波到达峰值处时，对相应子模块的电压调制波进行采样，在完成采样之后，获得相应子模块的电压调制系数，N个级联子模块的电压调制系数分别记为：d_1p、d_2p、…、d_Np，与所述子模块电压调制波u_m1、u_m2、…、u_mN一一对应；和/或，

当各个子模块所对应的载波到达波谷处时，对相应子模块的电压调制波进行采样，在完成采样之后，获得相应子模块的电压调制系数，N个级联子模块的电压调制系数分别记为：d_1v、d_2v、…、d_Nv，与所述子模块电压调制波u_m1、u_m2、…、u_mN一一对应。

可选地，根据所述级联型变流器子模块的电压调制系数和输入电流，计算所述级联型变流器子模块的电容电压扰动量，包括：

假设采用载波移相调制的级联型变流器的一个桥臂中包含有N个级联子模块；

当子模块载波处于峰值时，采集所述级联型变流器子模块的输入电流和电容电压，包括：采集各个子模块所对应的载波到达峰值处时，相应子模块的输入电流和电容电压，N个级联子模块的输入电流分别记为：I_{arm_sam1p}、I_{arm_sam2p}、…、I_{arm_samNp}；N个级联子模块的电容电压分别记为：u_{c1_samp}、u_{c2_samp}、…、u_{cN_samp}；

当桥臂第N个子模块的载波峰值处采样完成后，计算每个子模块的电容电压扰动量，其中，第i个子模块的电容电压扰动量的计算方法为：

P_{ertur_ip}＝d_ip*I_{arm_samip}

式中：P_{ertur_ip}表示第i个子模块在载波峰值处的电容电压扰动量，d_ip表示第i个子模块在载波峰值处采样获得的电压调制系数，I_{arm_samip}表示第i个子模块在载波峰值处采样获得的输入电流，其中i＝1,2,3…N；

当P_{ertur_1p－}P_{ertur_Np}≥0时，同一桥臂内子模块电容电压扰动量排序规律从大到小为：

P_{ertur_1p}≥P_{ertur_2p}≥P_{ertur_3p}≥…≥P_{ertur_Np}

当P_{ertur_1p－}P_{ertur_Np}≤0时，同一桥臂内子模块电容电压扰动量排序规律从小到大为：

P_{ertur_1p}≤P_{ertur_2p}≤P_{ertur_3p}≤…≤P_{ertur_Np}。

可选地，根据所述级联型变流器子模块的电压调制系数和输入电流，计算所述级联型变流器子模块的电容电压扰动量，包括：

假设采用载波移相调制的级联型变流器的一个桥臂中包含有N个级联子模块；

当子模块载波处于波谷时，采集所述级联型变流器相应子模块的输入电流和电容电压，包括：采集相应子模块的输入电流和电容电压，N个级联子模块的输入电流分别记为：I_{arm_sam1v}、I_{arm_sam2v}、…、I_{arm_samNv}；N个级联子模块的电容电压分别记为：u_{c1_samv}、u_{c2_samv}、…、u_{cN_samv}；

当桥臂第N个子模块的载波波谷处采样完成后，计算每个子模块的电容电压扰动量，其中，第i个子模块的电容电压扰动量的计算方法为：

P_{ertur_iv}＝d_iv*I_{arm_samiv}

式中：P_{ertur_iv}表示第i个子模块在波谷处的电容电压扰动量，d_iv表示第i个子模块在载波波谷处采样获得的电压调制系数，I_{arm_samiv}表示第i个子模块在载波波谷处采样获得的输入电流，其中i＝1,2,3…N；

当P_{ertur_1v－}P_{ertur_Nv}≥0时，同一桥臂内子模块电容电压扰动量排序规律从大到小为：

P_{ertur_1v}≥P_{ertur_2v}≥P_{ertur_3v}≥…≥P_{ertur_Nv}

当P_{ertur_1v－}P_{ertur_Nv}≤0时，同一桥臂内子模块电容电压扰动量排序规律从小到大为：

P_{ertur_1v}≤P_{ertur_2v}≤P_{ertur_3v}≤…≤P_{ertur_Nv}。

可选地，根据所述级联型变流器子模块采样获得的电容电压，计算所述级联型变流器子模块的电容电压不平衡度，包括：

当第N个子模块的载波峰值处采样完成后，对u_{c1_samp}、u_{c2_samp}、…、u_{cN_samp}进行排序，其中，载波峰值处的电容电压不平衡度D_{eg_unbal}为：

D_{eg_unbal}＝MAX{u_{c1_samp}～u_{cN_samp}}_－MIN{u_{c1_samp}～u_{cN_samp}}。

可选地，根据所述级联型变流器子模块采样获得的电容电压，计算所述级联型变流器子模块的电容电压不平衡度，包括：

当第N个模块的载波波谷处采样完成后，对u_{c1_samv}、u_{c2_samv}、…、u_{cN_samv}进行排序，其中，载波波谷处的电容电压不平衡度D_{eg_unbal}为：

D_{eg_unbal}＝MAX{u_{c1_samv}～u_{cN_samv}}_－MIN{u_{c1_samv}～u_{cN_samv}}

其中：MAX{}表示取最大值，MIN{}表示取最小值。

可选地，级联型变流器子模块的开关周期开始于各自所对应的载波的峰值处，结束于各自所对应载波的下一个峰值。

可选地，假设采用载波移相调制的级联型变流器的一个桥臂中包含有N个级联子模块，则在N个级联子模块中的第N个子模块的载波峰值处采样完成以后，和/或，第N个子模块的载波波谷处采样完成以后，进行电容电压扰动量和电容电压不平衡度的计算。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

本发明提供的级联型变流器子模块电容电压扰动量及不平衡度提取方法，可以适用于各种变流器运行工况；实现对子模块电容电压扰动量及不平衡度的定量计算提取；从而更加直观地反映子模块电容电压扰动量变化规律以及同一桥臂内子模块电容电压之间的差异；根据所得的电容电压扰动量的变化规律，可以直接得到同一桥臂内各个模块电容电压扰动量大小的排序，而不需要借助任何排序算法。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明实施例的采用半桥结构子模块的模块化多电平级联型变流器(MMC)的结构示意图；图1中u表示子模块输出电压，u_{_ap1}～u_{_apN}分别表示A相上桥臂各个子模块的输出电压，u_{_an1}～u_{_anN}分别表示A相下桥臂各个子模块的输出电压，i_{arm_ap}表示A相上桥臂的桥臂电流，i_{arm_bp}表示表示B相上桥臂的桥臂电流，i_{arm_cp}表示C相上桥臂的桥臂电流，i_{arm_an}表示A相下桥臂的桥臂电流，i_{arm_bn}表示B相下桥臂的桥臂电流，i_{arm_cn}表示C相下桥臂的桥臂电流，I_dc表示流过直流母线的电流，V_dc表示直流母线电压；

图2为本发明实施例的子模块电容电压扰动量及不平衡度的计算提取方法示意图；图2中T_ri1～T_riN分别表示各个子模块对应的载波，u_m1～u_mN分别表示各个子模块对应的电压调制波，d₁～d_N分别表示各个子模块的电压调制系数，I_arm表示桥臂电流，I_{arm_sam1}～I_{arm_samN}分别表示各个子模块的桥臂电流采样值，P_{ertur_1}～P_{ertur_N}分别表示各个子模块的电容电压扰动量，u_c1～u_cN分别表示各个子模块的电容电压，u_{c1_sam}～u_{cN_sam}分别表示各个子模块的电容电压采样值，D_{eg_unbal}表示子模块电容电压不平衡度；

图3为传统载波移相调制下的各子模块开关周期定义及划分示意图；

图4为本发明实施例的各子模块开关周期定义及划分示意图；

图5为本发明实施例的电压调制波采样示意图；

图6为本发明实施例的桥臂电流采样示意图；

图7为本发明实施例的电容电压采样示意图；

图8为本发明实施例的子模块电压调制波、桥臂电流采样和电容电压扰动量的计算程序流程图；图8中u_m表示电压调制波，d_1p～d_4p分别表示各个子模块对应载波峰值处采样得到的电压调制系数，d_1v～d_4v分别表示各个子模块对应载波波谷处采样得到的电压调制系数，I_arm表示桥臂电流或子模块输入电流，I_{arm_sam1p}～I_{arm_sam4p}分别表示各个子模块对应载波峰值处采样得到的输入电流，I_{arm_sam1v}～I_{arm_sam4v}分别表示各个子模块对应载波波谷处采样得到的输入电流；

图9为本发明实施例的子模块电容电压扰动量计算提取方法的仿真结果图；P_ertur1～P_{ertur 4}表示各个子模块的电容电压扰动量，D_{pertur1-pertur 4}表示第一个子模块与最后一个子模块电容电压扰动量的差值；

图10为本发明实施例的子模块电容电压不平衡度计算提取方法的仿真结果图；图10中u_{c1_sam}～u_{c4_sam}表示各个子模块的电容电压采样值，D_{eg_unbal}表示电容电压不平衡度。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对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，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

本发明的实施例提供一种采用载波移相调制的级联型变流器子模块电容电压扰动量和不平衡度的计算提取方法。图1为本发明实施例的采用半桥结构子模块的模块化多电平变流器(MMC)的结构示意图，如图1所示。在图1的模块化多电平变流器中，包含有六个桥臂，每一个桥臂中都有N个子模块(SMn₁～SMn_N)，其额定功率为10MW，每个桥臂由N个子模块级联构成。每个子模块电容电压平均值为2000V、载波频率为1000Hz、总直流母线电压为8000V、交流网侧线电压峰值为2400V、基波频率为50Hz，所提出的方法可用在但不限于半桥、全桥型MMC，D型或Y型级联H桥等级联型变流器中。图2为本发明实施例的子模块电容电压扰动量及不平衡度的计算提取方法示意图，如图2所示,所述方法具体包括如下环节：

环节1：非同步周期划分及相应的采样方法；

对于传统的载波移相调制，变流器一个桥臂中每个子模块载波的移相角依次相差为2π/N(rad/s)(N为不考虑冗余条件下，桥臂中所级联的子模块个数)，任意选取一个子模块作为模块1，其所对应的载波作为基准载波，记为Tri₁，定义其移相角为0；相位依次滞后2π/N的N-1个模块所对应的载波分别记为Tri₂、Tri₃、…、Tri_N。传统载波移相调制中的同步开关周期划分如图3所示，图3中的级联型变流器的同一桥臂中包含有4个子模块，S_W1～S_W4表示4个子模块对应的开关脉冲，T_SW表示开关周期，如图3所示，同一桥臂内所有子模块的开关周期同时开始，同时结束。本发明所述方法中非同步开关周期划分如图4所示，每个模块的开关周期都开始于各自所对相应的载波的峰值处，结束于载波的下一个峰值。因此，每个模块的开关周期不是同时开始和同时结束的，相邻两个模块的开关周期起始时刻相差1/N个开关周期，结束时刻也相差1/N个开关周期。

每个子模块所对应的电压调制波分别记为u_m1、u_m2、…、u_mN；桥臂电流记为I_arm，每个子模块电容电压分别记为u_c1、u_c2、…、u_cN。子模块电压调制波、桥臂电流以及子模块电容电压采样示意图分别如图5、图6、图7所示。

当各个子模块所对应的载波到达峰值处，即对其相应的电压调制波进行采样，获得电压调制系数，分别记为d_1p、d_2p、…、d_Np，在完成采样之后，更新相应子模块的电压调制系数d的输出值；对桥臂电流采样，分别记为I_{arm_sam1p}、I_{arm_sam2p}、…、I_{arm_samNp}；对其电容电压的进行采样；分别记为u_{c1_samp}、u_{c2_samp}、…、u_{cN_samp}。

当每个模块所对应的载波到达波谷处，对其电压调制波进行再次采样，获得电压调制系数，分别记为d_1v、d_2v、…、d_Nv，在完成采样之后，更新相应子模块的电压调制系数d的输出值；对桥臂电流采样，分别记为I_{arm_sam1v}、I_{arm_sam2v}、…、I_{arm_samNv}；对其电容电压的进行采样；分别记为u_{c1_samv}、u_{c2_samv}、…、u_{cN_samv}。

环节2：子模块电容电压扰动量计算方法；

子模块电容电压扰动量的采样计算程序的流程图如图8所示，

在一个非同步开关周期内子模块电容电压扰动量计算并比较2次：

第1次：当第N个模块的载波峰值处采样完成后，计算每个子模块的电容电压扰动量，第i个子模块的电容电压扰动量的计算方法为：

P_{ertur_ip}＝d_ip*I_{arm_samip}

第2次：当第N个模块的载波波谷处采样完成后，计算每个子模块的电容电压扰动量，第i个子模块的电容电压扰动量为：

P_{ertur_iv}＝d_iv*I_{arm_samiv}

在PLECS仿真软件中进行仿真，得到的子模块电容电压扰动量如图9所示；可以清楚的发现子模块电容电压扰动量的排序规律如下：

当P_{ertur_1p－}P_{ertur_Np}≥0时，同一桥臂内电容电压扰动量排序规律从大到小为：

P_{ertur_1p}≥P_{ertur_2p}≥P_{ertur_3p}≥…≥P_{ertur_Np}

当P_{ertur_1p－}P_{ertur_Np}≤0时，同一桥臂内电容电压扰动量排序规律从小到大为：

P_{ertur_1p}≤P_{ertur_2p}≤P_{ertur_3p}≤…≤P_{ertur_Np}

可以得出，根据P_{ertur_1p}与P_{ertur_Np}差值的正负，可以直接得到子模块电容电压扰动量的排序结果，不需要借助排序算法，属于静态排序。

由载波波谷处的采样值计算得到的子模块电容电压扰动量的排序规律同上，此处不再赘述。

环节3：桥臂内子模块电容电压不平衡度计算方法。

在一个非同步开关周期中桥臂内电容电压不平衡度计算并更新2次：

第1次：当第N个模块的载波峰值处采样完成后，对u_{c1_samp}、u_{c2_samp}、…、u_{cN_samp}进行排序，电容电压不平衡度为：

D_{eg_unbal}＝MAX{u_{c1_samp}～u_{cN_samp}}_－MIN{u_{c1_samp}～u_{cN_samp}}

第2次：当第N个模块的载波波谷处采样完成后，对u_{c1_samv}、u_{c2_samv}、…、u_{cN_samv}进行排序，电容电压不平衡度为：

D_{eg_unbal}＝MAX{u_{c1_samv}～u_{cN_samv}}_－MIN{u_{c1_samv}～u_{cN_samv}}

仿真计算得到的电容电压

不平衡度波形如图10所示。

本发明适用于各种级联型变流器及其相应工况，能够更加直观的反映子模块电容电压扰动规律以及电容电压间差异，从而有助于高效地实现电容电压平衡策略。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (8)

1.一种级联型变流器子模块电容电压扰动量及不平衡度提取方法，其特征在于，包括：

确定级联型变流器各个子模块的开关周期划分方式；

根据所述级联型变流器子模块的开关周期划分方式，对所述级联型变流器子模块的电压调制波、输入电流以及电容电压进行采样，得到所述级联型变流器子模块的电压调制系数、输入电流和电容电压；

根据所述级联型变流器子模块的电压调制系数和输入电流，计算所述级联型变流器子模块的电容电压扰动量；和/或，根据所述级联型变流器子模块采样获得的电容电压，计算所述级联型变流器子模块的电容电压不平衡度；

根据所述级联型变流器子模块的开关周期划分方式，对所述级联型变流器子模块的电压调制波、输入电流以及电容电压进行采样，得到所述级联型变流器子模块的电压调制系数、输入电流以及电容电压，包括：

采集所述级联型变流器子模块各自载波处于峰值时，相应子模块的电压调制系数、输入电流以及电容电压；和/或，采集所述级联型变流器子模块各自载波处于波谷时，相应子模块的电压调制系数、输入电流以及电容电压；

所述确定级联型变流器各个子模块的开关周期划分方式，包括：

假设采用载波移相调制的级联型变流器的一个桥臂中，包含有N个级联子模块，相邻的级联子模块载波的相角相差为2π/N，从N个级联子模块中任意选取一个子模块作为第一模块，将第一模块的载波作为基准载波，记为Tri₁，定义第一模块的移相角为0；相位依次滞后2π/N的N-1个模块所对应的载波分别记为Tri₂、Tri₃、…、Tri_N；每个子模块所对应的电压调制波分别记为u_m1、u_m2、…、u_mN，其相对应电压调制系数记为d₁、d₂、…、d_N；桥臂电流或子模块输入电流记为I_arm；每个子模块的电容电压分别记为u_c1、u_c2、…、u_cN；定义每个子模块各自载波相邻两个峰值之间的时间为所对应子模块的开关周期，且一个桥臂中各个子模块的开关周期不同相。

2.根据权利要求1所述的级联型变流器子模块电容电压扰动量及不平衡度提取方法，其特征在于，根据所述级联型变流器子模块的开关周期划分方式，对所述级联型变流器子模块的电压调制波、输入电流以及电容电压进行采样，得到所述级联型变流器子模块的电压调制系数、输入电流以及电容电压，包括：

假设采用载波移相调制的级联型变流器的一个桥臂中包含有N个级联子模块，当各个子模块所对应的载波到达峰值处时，对相应子模块的电压调制波进行采样，在完成采样之后，获得相应子模块的电压调制系数，N个级联子模块的电压调制系数分别记为：d_1p、d_2p、…、d_Np，与所述子模块电压调制波u_m1、u_m2、…、u_mN一一对应；和/或，

当各个子模块所对应的载波到达波谷处时，对相应子模块的电压调制波进行采样，在完成采样之后，获得相应子模块的电压调制系数，N个级联子模块的电压调制系数分别记为：d_1v、d_2v、…、d_Nv，与所述子模块电压调制波u_m1、u_m2、…、u_mN一一对应。

3.根据权利要求1所述的级联型变流器子模块电容电压扰动量及不平衡度提取方法，其特征在于，根据所述级联型变流器子模块的电压调制系数和输入电流，计算所述级联型变流器子模块的电容电压扰动量，包括：

假设采用载波移相调制的级联型变流器的一个桥臂中包含有N个级联子模块；

当子模块载波处于峰值时，采集所述级联型变流器子模块的输入电流和电容电压，包括：采集各个子模块所对应的载波到达峰值处时，相应子模块的输入电流和电容电压，N个级联子模块的输入电流分别记为：I_{arm_sam1p}、I_{arm_sam2p}、…、I_{arm_samNp}；N个级联子模块的电容电压分别记为：u_{c1_samp}、u_{c2_samp}、…、u_{cN_samp}；

当桥臂第N个子模块的载波峰值处采样完成后，计算每个子模块的电容电压扰动量，其中，第i个子模块的电容电压扰动量的计算方法为：

P_{ertur_ip}＝d_ip*I_{arm_samip}

式中：P_{ertur_ip}表示第i个子模块在载波峰值处的电容电压扰动量，d_ip表示第i个子模块在载波峰值处采样获得的电压调制系数，I_{arm_samip}表示第i个子模块在载波峰值处采样获得的输入电流，其中i＝1,2,3…N；

当P_{ertur_1p－}P_{ertur_Np}≥0时，同一桥臂内子模块电容电压扰动量排序规律从大到小为：

P_{ertur_1p}≥P_{ertur_2p}≥P_{ertur_3p}≥…≥P_{ertur_Np}

当P_{ertur_1p－}P_{ertur_Np}≤0时，同一桥臂内子模块电容电压扰动量排序规律从小到大为：

P_{ertur_1p}≤P_{ertur_2p}≤P_{ertur_3p}≤…≤P_{ertur_Np}。

4.根据权利要求1所述的级联型变流器子模块电容电压扰动量及不平衡度提取方法，其特征在于，根据所述级联型变流器子模块的电压调制系数和输入电流，计算所述级联型变流器子模块的电容电压扰动量，包括：

假设采用载波移相调制的级联型变流器的一个桥臂中包含有N个级联子模块；

当子模块载波处于波谷时，采集所述级联型变流器相应子模块的输入电流和电容电压，包括：采集相应子模块的输入电流和电容电压，N个级联子模块的输入电流分别记为：I_{arm_sam1v}、I_{arm_sam2v}、…、I_{arm_samNv}；N个级联子模块的电容电压分别记为：u_{c1_samv}、u_{c2_samv}、…、u_{cN_samv}；

当桥臂第N个子模块的载波波谷处采样完成后，计算每个子模块的电容电压扰动量，其中，第i个子模块的电容电压扰动量的计算方法为：

P_{ertur_iv}＝d_iv*I_{arm_samiv}

式中：P_{ertur_iv}表示第i个子模块在波谷处的电容电压扰动量，d_iv表示第i个子模块在载波波谷处采样获得的电压调制系数，I_{arm_samiv}表示第i个子模块在载波波谷处采样获得的输入电流，其中i＝1,2,3…N；

当P_{ertur_1v－}P_{ertur_Nv}≥0时，同一桥臂内子模块电容电压扰动量排序规律从大到小为：

P_{ertur_1v}≥P_{ertur_2v}≥P_{ertur_3v}≥…≥P_{ertur_Nv}

当P_{ertur_1v－}P_{ertur_Nv}≤0时，同一桥臂内子模块电容电压扰动量排序规律从小到大为：

P_{ertur_1v}≤P_{ertur_2v}≤P_{ertur_3v}≤…≤P_{ertur_Nv}。

5.根据权利要求1所述的级联型变流器子模块电容电压扰动量及不平衡度提取方法，其特征在于，根据所述级联型变流器子模块采样获得的电容电压，计算所述级联型变流器子模块的电容电压不平衡度，包括：

当第N个子模块的载波峰值处采样完成后，对u_{c1_samp}、u_{c2_samp}、…、u_{cN_samp}进行排序，其中，载波峰值处的电容电压不平衡度D_{eg_unbal}为：

D_{eg_unbal}＝MAX{u_{c1_samp}～u_{cN_samp}}_－MIN{u_{c1_samp}～u_{cN_samp}}，u_{c1_samv}、u_{c2_samv}、…、u_{cN_samv}

分别为N个级联子模块的电容电压。

6.根据权利要求1所述的级联型变流器子模块电容电压扰动量及不平衡度提取方法，其特征在于，根据所述级联型变流器子模块采样获得的电容电压，计算所述级联型变流器子模块的电容电压不平衡度，包括：

当第N个模块的载波波谷处采样完成后，对u_{c1_samv}、u_{c2_samv}、…、u_{cN_samv}进行排序，其中，载波波谷处的电容电压不平衡度D_{eg_unbal}为：

D_{eg_unbal}＝MAX{u_{c1_samv}～u_{cN_samv}}_－MIN{u_{c1_samv}～u_{cN_samv}}

其中：MAX{}表示取最大值，MIN{}表示取最小值，u_{c1_samv}、u_{c2_samv}、…、u_{cN_samv}分别为N个级联子模块的电容电压。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的级联型变流器子模块电容电压扰动量及不平衡度提取方法，其特征在于，级联型变流器子模块的开关周期开始于各自所对应的载波的峰值处，结束于各自所对应载波的下一个峰值。

8.根据权利要求1-6中任一项所述的级联型变流器子模块电容电压扰动量及不平衡度提取方法，其特征在于，假设采用载波移相调制的级联型变流器的一个桥臂中包含有N个级联子模块，则在N个级联子模块中的第N个子模块的载波峰值处采样完成以后，和/或，第N个子模块的载波波谷处采样完成以后，进行电容电压扰动量和电容电压不平衡度的计算。