CN109274285A - 一种混合型模块化多电平换流器的电容电压平衡方法 - Google Patents

一种混合型模块化多电平换流器的电容电压平衡方法 Download PDF

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CN109274285A CN201811243939.5A CN201811243939A CN109274285A CN 109274285 A CN109274285 A CN 109274285A CN 201811243939 A CN201811243939 A CN 201811243939A CN 109274285 A CN109274285 A CN 109274285A
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Abstract

本发明公开了一种混合型模块化多电平换流器的电容电压平衡方法，该方法包括：获取混合型模块化多电平换流器中的桥臂在当前控制周期的参考波并根据参考波计算第一功率模块数量；计算第一功率模块数量与第二功率模块数量的差值，获得第三功率模块数量；其中，第二功率模块数量为桥臂在上一个控制周期中实际投入的功率模块数量；根据第一功率模块数量、电流方向信息和第三功率模块数量调整桥臂在当前控制周期所需投入的功率模块的运行状态。该方法在实现半桥功率模块和全桥功率模块电容电压平衡的同时降低功率器件的开关频率，降低混合型模块化多电平换流器的运行损耗。

Description

一种混合型模块化多电平换流器的电容电压平衡方法
技术领域
本发明涉及电力系统技术领域，尤其涉及一种混合型模块化多电平换流器的电容电压平衡方法。
背景技术
混合型模块化多电平换流器是远距离架空线应用柔性直流输电清除直流线路故障的关键技术，其每个桥臂的功率模块包括半桥功率模块和全桥功率模块。由于半桥、全桥功率模块的混合使用，混合型模块化多电平换流器在保证直流线路故障清除能力的同时，能够降低一次设备的初始投资，技术经济性较好。但是，混合型模块化多电平换流器的功率模块触发脉冲生成过程不同于半桥型模块化多电平换流器、全桥型模块化多电平换流器，需要统筹兼顾不同类型功率模块的电容器充放电过程，实现电容电压平衡和开关频率的综合优化。
现有的电容电压平衡方法虽然可以实现半桥功率模块和全桥功率模块的电容电压平衡，但很少可以综合考虑在实现电容电压平衡的同时降低功率器件的开关频率，降低混合型模块化多电平换流器的运行损耗。
发明内容
本发明的目的是提供一种混合型模块化多电平换流器的电容电压平衡方法，能够实现半桥功率模块和全桥功率模块电容电压平衡的同时降低功率器件的开关频率，降低混合型模块化多电平换流器的运行损耗。
本发明实施例提供了一种混合型模块化多电平换流器的电容电压平衡方法，包括：
获取所述混合型模块化多电平换流器中的桥臂在当前控制周期的参考波并根据所述参考波计算第一功率模块数量；其中，所述第一功率模块数量为所述桥臂在当前控制周期所需投入的功率模块数量；
根据所述第一功率模块数量，判断所述桥臂在当前控制周期所需投入的功率模块类型；其中，所述功率模块类型包括半桥功率模块和全桥功率模块；
判断所述桥臂中的电流方向，获取所述桥臂的电流方向信息；
计算所述第一功率模块数量与第二功率模块数量的差值，获得第三功率模块数量；其中，所述第二功率模块数量为所述桥臂在上一个控制周期中实际投入的功率模块数量；
根据所述第一功率模块数量、所述电流方向信息和所述第三功率模块数量调整所述桥臂在当前控制周期所需投入的功率模块的运行状态。
优选地，所述根据所述第一功率模块数量，判断所述桥臂在当前控制周期所需投入的功率模块类型,具体包括：
当所述第一功率模块数量为正整数时，所述功率模块类型为半桥功率模块和全桥功率模块，且所述桥臂在当前控制周期所需投入的功率模块输出正电平，剩余的功率模块输出零电平；
当所述第一功率模块数量为负整数时，所述功率模块类型为全桥功率模块，且所述桥臂在当前控制周期所需投入的功率模块输出负电平，剩余的功率模块输出零电平；
当所述第一功率模块数量为零时，所述桥臂在当前控制周期所需投入的功率模块数量为零，即切除所述桥臂中的所有功率模块，使所述桥臂中的所有功率模块输出零电平。
优选地，所述根据所述第一功率模块数量、所述电流方向信息和所述第三功率模块数量调整所述桥臂在当前控制周期所需投入的功率模块的运行状态，具体包括：
当所述第一功率模块数量为正整数时，分别计算当前处于投入运行状态的功率模块数和处于切除运行状态的功率模块数；
并将所述当前处于投入运行状态的功率模块数和处于切除运行状态的功率模块数中的较小值作为第一比较值，其中，所述第一比较值为所述桥臂在当前控制周期中允许改变功率模块运行状态的数量；
获取所述桥臂中所有功率模块的电容电压值，并根据所述电流方向信息，将所述电容电压值和预设的电压阈值进行比较，计算因电容电压值越限而需改变运行状态的第四功率模块数量；
对所述第三功率模块数量的大小进行判断，得到所述第三功率模块数量的判断结果，根据所述判断结果对所述第四功率模块数量进行调整，得到第五功率模块数量；
根据所述第五功率模块数量，对所述桥臂在当前控制周期所需投入的功率模块的运行状态进行调整。
优选地，所述获取所述桥臂中所有功率模块的电容电压值，并根据所述电流方向信息，将所述电容电压值和预设的电压阈值进行比较，计算因电容电压值越限而需改变运行状态的第四功率模块数量，具体包括：
预设的电压阈值包括第一电压阈值和第二电压阈值；
当所述桥臂的电流方向为正方向时，分别计算处于投入运行状态的功率模块的电容电压值大于所述第一电压阈值的功率模块数量和处于切除运行状态的功率模块的电容电压值小于所述第二电压阈值的功率模块数量；
并将所述处于投入运行状态的功率模块的电容电压值大于所述第一电压阈值的功率模块数量和所述处于切除运行状态的功率模块的电容电压值小于所述第二电压阈值的功率模块数量中的较大值作为所述第四功率模块数量；
当所述桥臂的电流方向为负方向时，分别计算处于投入运行状态的功率模块的电容电压值小于所述第二电压阈值的功率模块数量和处于切除运行状态的功率模块的电容电压值大于所述第一电压阈值的功率模块数量；
并将所述处于投入运行状态的功率模块的电容电压值小于所述第二电压阈值的功率模块数量和所述处于切除运行状态的功率模块的电容电压值大于所述第一电压阈值的功率模块数量中的较大值作为所述第四功率模块数量。
优选地，所述根据所述判断结果对所述第四功率模块数量进行调整，得到第五功率模块数量，具体包括：
当所述第三功率模块数量大于零时，判断所述第三功率模块数量与所述第四功率模块数量的和是否大于所述第一比较值，若否，所述第五功率模块数量等于所述第四功率模块数量；若是，所述第五功率模块数量等于所述第一比较值与所述第三功率模块数量的差值，若所述差值为负值时，则所述第五功率模块数量为零；
当所述第三功率模块数量小于零时，判断所述第三功率模块数量的绝对值与所述第四功率模块数量的和是否大于所述第一比较值，若否，所述第五功率模块数量等于所述第四功率模块数量；若是，所述第五功率模块数量等于所述第一比较值与所述第三功率模块数量的绝对值的差值，若所述差值为负值时，则所述第五功率模块数量为零；
当所述第三功率模块数量等于零时，判断所述第四功率模块数量是否大于所述第一比较值，若否，所述第五功率模块数量等于所述第四功率模块数量；若是，所述第五功率模块数量等于所述第一比较值。
优选地，所述根据所述第五功率模块数量，对所述桥臂在当前控制周期所需投入的功率模块的运行状态进行调整，具体包括：
根据所述电容电压值，分别对处于投入运行状态的功率模块和处于切除运行状态的功率模块按预设的排序规则进行排序，获得相应运行状态下的电容电压值排序结果；
根据所述排序结果，当所述第三功率模块数量大于零且所述桥臂的电流方向为正方向时，在所述桥臂的所有处于投入运行状态的功率模块中，将电容电压值较高的前第五功率模块数量的功率模块的运行状态调整为切除运行状态，其余处于投入运行状态的功率模块保持运行状态不变；在所述桥臂的所有处于切除运行状态的功率模块中，将电容电压值较低的前P个功率模块的运行状态调整为投入运行状态，其余处于切除运行状态的功率模块保持运行状态不变，其中P值为所述第五功率模块数量与所述第三功率模块数量的和值；
当所述第三功率模块数量大于零且所述桥臂的电流方向为负方向时，在所述桥臂的所有处于投入运行状态的功率模块中，将电容电压值较低的前第五功率模块数量的功率模块的运行状态调整为切除运行状态，其余处于投入运行状态的功率模块保持运行状态不变；在所述桥臂的所有处于切除运行状态的功率模块中，将电容电压值较高的前P个功率模块的运行状态调整为投入运行状态，其余处于切除运行状态的功率模块保持运行状态不变；
当所述第三功率模块数量小于零且所述桥臂的电流方向为正方向时，在所述桥臂的所有处于投入运行状态的功率模块中，将电容电压值较高的前Q个功率模块的运行状态调整为切除运行状态，其余处于投入运行状态的功率模块保持运行状态不变，其中Q值为所述第五功率模块数量与所述第三功率模块数量的绝对值的和值；在所述桥臂的所有处于切除运行状态的功率模块中，将电容电压值较低的前第五功率模块数量的功率模块的运行状态调整为投入运行状态，其余处于切除运行状态的功率模块保持运行状态不变；
当所述第三功率模块数量小于零且所述桥臂的电流方向为负方向时，在所述桥臂的所有处于投入运行状态的功率模块中，将电容电压值较低的前Q个功率模块的运行状态调整为切除运行状态，其余处于投入运行状态的功率模块保持运行状态不变；在所述桥臂的所有处于切除运行状态的功率模块中，将电容电压值较高的前第五功率模块数量的功率模块的运行状态调整为投入运行状态，其余处于切除运行状态的功率模块保持运行状态不变；
当所述第三功率模块数量等于零且所述桥臂的电流方向为正方向时，在所述桥臂的所有处于投入运行状态的功率模块中，将电容电压值较高的前第五功率模块数量的功率模块的运行状态调整为切除运行状态，其余处于投入运行状态的功率模块保持运行状态不变；在所述桥臂的所有处于切除运行状态的功率模块中，将电容电压值较低的前第五功率模块数量的功率模块的运行状态调整为投入运行状态，其余处于切除运行状态的功率模块保持运行状态不变；
当所述第三功率模块数量等于零且所述桥臂的电流方向为负方向时，在所述桥臂的所有处于投入运行状态的功率模块中，将电容电压值较低的前第五功率模块数量的功率模块的运行状态调整为切除运行状态，其余处于投入运行状态的功率模块保持运行状态不变；在所述桥臂的所有处于切除运行状态的功率模块中，将电容电压值较高的前第五功率模块数量的功率模块的运行状态调整为投入运行状态，其余处于切除运行状态的功率模块保持运行状态不变。
优选地，所述根据所述第一功率模块数量、所述电流方向信息和所述第三功率模块数量调整所述桥臂在当前控制周期所需投入的功率模块的运行状态，具体包括：
当所述第一功率模块数量为负整数时，分别计算当前处于投入运行状态的全桥功率模块数和处于切除运行状态的全桥功率模块数；
并将所述当前处于投入运行状态的全桥功率模块数和处于切除运行状态的全桥功率模块数中的较小值作为第二比较值，其中，所述第二比较值为所述桥臂在当前控制周期中允许改变全桥功率模块运行状态的数量；
获取所述桥臂中所有全桥功率模块的电容电压值，并根据所述电流方向信息，将所述电容电压值和预设的电压阈值进行比较，计算因电容电压值越限而需改变运行状态的第六功率模块数量；
对所述第三功率模块数量的大小进行判断，得到所述第三功率模块数量的判断结果，根据所述判断结果对所述第六功率模块数量进行调整，得到第七功率模块数量；
根据所述第七功率模块数量，对所述桥臂在当前控制周期所需投入的全桥功率模块的运行状态进行调整。
优选地，所述获取所述桥臂中所有全桥功率模块的电容电压值，并根据所述电流方向信息，将所述电容电压值和预设的电压阈值进行比较，计算因电容电压值越限而需改变运行状态的第六功率模块数量，具体包括：
预设的电压阈值包括第三电压阈值和第四电压阈值；
当所述桥臂的电流方向为正方向时，分别计算处于投入运行状态的全桥功率模块的电容电压值大于所述第三电压阈值的全桥功率模块数量和处于切除运行状态的全桥功率模块的电容电压值小于所述第四电压阈值的全桥功率模块数量；
并将所述处于投入运行状态的全桥功率模块的电容电压值大于所述第三电压阈值的全桥功率模块数量和所述处于切除运行状态的全桥功率模块的电容电压值小于所述第四电压阈值的全桥功率模块数量中的较大值作为所述第六功率模块数量；
当所述桥臂的电流方向为负方向时，分别计算处于投入运行状态的全桥功率模块的电容电压值小于所述第四电压阈值的全桥功率模块数量和处于切除运行状态的全桥功率模块的电容电压值大于所述第三电压阈值的全桥功率模块数量；
并将所述处于投入运行状态的全桥功率模块的电容电压值小于所述第四电压阈值的全桥功率模块数量和所述处于切除运行状态的全桥功率模块的电容电压值大于所述第三电压阈值的全桥功率模块数量中的较大值作为所述第六功率模块数量。
优选地，所述根据所述判断结果对所述第六功率模块数量进行调整，得到第七功率模块数量，具体包括：
当所述第三功率模块数量大于零时，判断所述第三功率模块数量与所述第六功率模块数量的和是否大于所述第二比较值，若否，所述第七功率模块数量等于所述第六功率模块数量；若是，所述第七功率模块数量等于所述第二比较值与所述第三功率模块数量的差值，若所述差值为负值时，则所述第七功率模块数量为零；
当所述第三功率模块数量小于零时，判断所述第三功率模块数量的绝对值与所述第六功率模块数量的和是否大于所述第二比较值，若否，所述第七功率模块数量等于所述第六功率模块数量；若是，所述第七功率模块数量等于所述第二比较值与所述第三功率模块数量的绝对值的差值，若所述差值为负值时，则所述第七功率模块数量为零；
当所述第三功率模块数量等于零时，判断所述第六功率模块数量是否大于所述第二比较值，若否，所述第七功率模块数量等于所述第六功率模块数量；若是，所述第七功率模块数量等于所述第二比较值。
优选地，所述根据所述第七功率模块数量，对所述桥臂在当前控制周期所需投入的全桥功率模块的运行状态进行调整，具体包括：
根据所述电容电压值，分别对处于投入运行状态的全桥功率模块和处于切除运行状态的全桥功率模块按预设的排序规则进行排序，获得相应运行状态下的电容电压值排序结果；
根据所述排序结果，当所述第三功率模块数量大于零且所述桥臂的电流方向为正方向时，在所述桥臂的所有处于投入运行状态的全桥功率模块中，将电容电压值较低的前I个全桥功率模块的运行状态调整为切除运行状态，其余处于投入运行状态的全桥功率模块保持运行状态不变，其中I值为所述第七功率模块数量与所述第三功率模块数量的和值；在所述桥臂的所有处于切除运行状态的全桥功率模块中，将电容电压值较高的前第七功率模块数量的全桥功率模块的运行状态调整为投入运行状态，其余处于切除运行状态的全桥功率模块保持运行状态不变；
当所述第三功率模块数量大于零且所述桥臂的电流方向为负方向时，在所述桥臂的所有处于投入运行状态的全桥功率模块中，将电容电压值较高的前I个全桥功率模块的运行状态调整为切除运行状态，其余处于投入运行状态的全桥功率模块保持运行状态不变；在所述桥臂的所有处于切除运行状态的全桥功率模块中，将电容电压值较低的前第七功率模块数量的全桥功率模块的运行状态调整为投入运行状态，其余处于切除运行状态的全桥功率模块保持运行状态不变；
当所述第三功率模块数量小于零且所述桥臂的电流方向为正方向时，在所述桥臂的所有处于投入运行状态的全桥功率模块中，将电容电压值较低的前第七功率模块数量的全桥功率模块的运行状态调整为切除运行状态，其余处于投入运行状态的全桥功率模块保持运行状态不变；在所述桥臂的所有处于切除运行状态的全桥功率模块中，将电容电压值较高的前J个全桥功率模块的运行状态调整为投入运行状态，其余处于切除运行状态的全桥功率模块保持运行状态不变，其中J值为所述第七功率模块数量与所述第三功率模块数量的绝对值的和值；
当所述第三功率模块数量小于零且所述桥臂的电流方向为负方向时，在所述桥臂的所有处于投入运行状态的全桥功率模块中，将电容电压值较高的前第七功率模块数量的全桥功率模块的运行状态调整为切除运行状态，其余处于投入运行状态的全桥功率模块保持运行状态不变；在所述桥臂的所有处于切除运行状态的全桥功率模块中，将电容电压值较低的前J个全桥功率模块的运行状态调整为投入运行状态，其余处于切除运行状态的全桥功率模块保持运行状态不变；
当所述第三功率模块数量等于零且所述桥臂的电流方向为正方向时，在所述桥臂的所有处于投入运行状态的全桥功率模块中，将电容电压值较低的前第七功率模块数量的全桥功率模块的运行状态调整为切除运行状态，其余处于投入运行状态的全桥功率模块保持运行状态不变；在所述桥臂的所有处于切除运行状态的全桥功率模块中，将电容电压值较高的前第七功率模块数量的全桥功率模块的运行状态调整为投入运行状态，其余处于切除运行状态的全桥功率模块保持运行状态不变；
当所述第三功率模块数量等于零且所述桥臂的电流方向为负方向时，在所述桥臂的所有处于投入运行状态的全桥功率模块中，将电容电压值较高的前第七功率模块数量的全桥功率模块的运行状态调整为切除运行状态，其余处于投入运行状态的全桥功率模块保持运行状态不变；在所述桥臂的所有处于切除运行状态的全桥功率模块中，将电容电压值较低的前第七功率模块数量的全桥功率模块的运行状态调整为投入运行状态，其余处于切除运行状态的全桥功率模块保持运行状态不变。
相对于现有技术，本发明实施例提供的一种混合型模块化多电平换流器的电容电压平衡方法的有益效果在于：所述混合型模块化多电平换流器的电容电压平衡方法，包括：获取所述混合型模块化多电平换流器中的桥臂在当前控制周期的参考波并根据所述参考波计算第一功率模块数量；其中，所述第一功率模块数量为所述桥臂在当前控制周期所需投入的功率模块数量；根据所述第一功率模块数量，判断所述桥臂在当前控制周期所需投入的功率模块类型；其中，所述功率模块类型包括半桥功率模块和全桥功率模块；判断所述桥臂中的电流方向，获取所述桥臂的电流方向信息；计算所述第一功率模块数量与第二功率模块数量的差值，获得第三功率模块数量；其中，所述第二功率模块数量为所述桥臂在上一个控制周期中实际投入的功率模块数量；根据所述第一功率模块数量、所述电流方向信息和所述第三功率模块数量调整所述桥臂在当前控制周期所需投入的功率模块的运行状态。该方法通过对桥臂所有功率模块的电容电压值和预设的电压阈值进行比较，获取因电容电压值越限而需改变运行状态的功率模块数量，然后根据桥臂的电流方向对因电容电压值越限而需改变运行状态的功率模块数量进行合理修改，从而调整桥臂中的功率模块的运行状态，实现半桥功率模块和全桥功率模块电容电压平衡的同时降低功率器件的开关频率，降低混合型模块化多电平换流器的运行损耗。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种混合型模块化多电平换流器的电容电压平衡方法的流程示意图；
图2是本发明实施例提供的一种混合型模块化多电平换流器的电容电压平衡方法的混合型模块化多电平换流器的结构示意图；
图3是本发明实施例提供的一种混合型模块化多电平换流器的电容电压平衡方法的半桥功率模块的结构示意图；
图4是本发明实施例提供的一种混合型模块化多电平换流器的电容电压平衡方法的全桥功率模块的结构示意图。
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作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。
请参阅图1，其是本发明实施例提供的一种混合型模块化多电平换流器的电容电压平衡方法的流程示意图，所述混合型模块化多电平换流器的电容电压平衡方法，包括：
S100：获取所述混合型模块化多电平换流器中的桥臂在当前控制周期的参考波并根据所述参考波计算第一功率模块数量；其中，所述第一功率模块数量为所述桥臂在当前控制周期所需投入的功率模块数量；
S200：根据所述第一功率模块数量，判断所述桥臂在当前控制周期所需投入的功率模块类型；其中，所述功率模块类型包括半桥功率模块和全桥功率模块；
S300：判断所述桥臂中的电流方向，获取所述桥臂的电流方向信息；
S400：计算所述第一功率模块数量与第二功率模块数量的差值，获得第三功率模块数量；其中，所述第二功率模块数量为所述桥臂在上一个控制周期中实际投入的功率模块数量；
S500：根据所述第一功率模块数量、所述电流方向信息和所述第三功率模块数量调整所述桥臂在当前控制周期所需投入的功率模块的运行状态。
在一种可选的实施例中，S100：获取所述混合型模块化多电平换流器中的桥臂在当前控制周期的参考波并根据所述参考波计算第一功率模块数量；其中，所述第一功率模块数量为所述桥臂在当前控制周期所需投入的功率模块数量。
在本实施例中，所述参考波采用就近取整原则计算所述第一功率模块数量，可以解释为选择当前距离最近的整数，例如1.4就近取整为整数1；1.6就近取整为整数2；对于1.5这种特殊情况我们就近取整可以选择1或2，其中所述第一功率模块数量为整数，可以为正或者为负。
在一种可选的实施例中，S200：根据所述第一功率模块数量，判断所述桥臂在当前控制周期所需投入的功率模块类型；其中，所述功率模块类型包括半桥功率模块和全桥功率模块，具体包括：
当所述第一功率模块数量为正整数时，所述功率模块类型为半桥功率模块和全桥功率模块，且所述桥臂在当前控制周期所需投入的功率模块输出正电平，剩余的功率模块输出零电平；
当所述第一功率模块数量为负整数时，所述功率模块类型为全桥功率模块，且所述桥臂在当前控制周期所需投入的功率模块输出负电平，剩余的功率模块输出零电平；
当所述第一功率模块数量为零时，所述桥臂在当前控制周期所需投入的功率模块数量为零，即切除所述桥臂中的所有功率模块，使所述桥臂中的所有功率模块输出零电平。
在本实施例中，所述半桥功率模块的结构示意图如图3所示，所述半桥功率模块包括电阻、电容及与该电容相并联的开关单元，所述开关单元包括相串联的两个绝缘栅双极型晶体管，每个绝缘栅双极型晶体管均与对应的反向二极管相并联；所述全桥功率模块的结构示意图如图4所示，所述全桥功率模块包括电阻、电容及与该电容相并联的两个开关单元，每个开关单元包括相串联的两个绝缘栅双极型晶体管，每个绝缘栅双极型晶体管均与对应的反向二极管相并联。
在一种可选的实施例中，S300：判断所述桥臂中的电流方向，获取所述桥臂的电流方向信息。
请参阅图2，以桥臂1中的P点流向O点的方向作为电流的参考方向，当判断所述桥臂的电流方向为正方向时，表示所述桥臂电流对输出正电平的半桥功率模块电容进行充电；当判断所述桥臂的电流方向为负方向时，表示所述桥臂电流对输出正电平的半桥功率模块电容进行放电。其中，桥臂2和桥臂3的电流参考方向与所述桥臂1的电流参考方向相同，而桥臂4、桥臂5和桥臂6是以桥臂4中的O点流向N点的方向作为电流的参考方向。
在一种可选的实施例中，S400：计算所述第一功率模块数量与第二功率模块数量的差值，获得第三功率模块数量；其中，所述第二功率模块数量为所述桥臂在上一个控制周期中实际投入的功率模块数量。
所述第三功率模块数量表示对相邻两个控制周期产生的参考波进行计算，得到所述桥臂因参考波不同需改变运行状态的功率模块的数量。
在一种可选的实施例中，S500：根据所述第一功率模块数量、所述电流方向信息和所述第三功率模块数量调整所述桥臂在当前控制周期所需投入的功率模块的运行状态，具体包括：
当所述第一功率模块数量为正整数时，分别计算当前处于投入运行状态的功率模块数和处于切除运行状态的功率模块数；
并将所述当前处于投入运行状态的功率模块数和处于切除运行状态的功率模块数中的较小值作为第一比较值，其中，所述第一比较值为所述桥臂在当前控制周期中允许改变功率模块运行状态的数量；
获取所述桥臂中所有功率模块的电容电压值，并根据所述电流方向信息，将所述电容电压值和预设的电压阈值进行比较，计算因电容电压值越限而需改变运行状态的第四功率模块数量；
对所述第三功率模块数量的大小进行判断，得到所述第三功率模块数量的判断结果，根据所述判断结果对所述第四功率模块数量进行调整，得到第五功率模块数量；
根据所述第五功率模块数量，对所述桥臂在当前控制周期所需投入的功率模块的运行状态进行调整。
在本实施例中，通过对所述第三功率模块数量的大小进行判断，对所述第四功率模块数量进行调整，可以降低所述桥臂的每一个控制周期内需要改变运行状态的功率模块的数量，使当前控制周期处于投入运行状态的功率模块尽可能在下一个控制周期中也是处于投入运行状态，这样就可以有效地降低功率器件的开关频率。
在一种可选的实施例中，所述获取所述桥臂中所有功率模块的电容电压值，并根据所述电流方向信息，将所述电容电压值和预设的电压阈值进行比较，计算因电容电压值越限而需改变运行状态的第四功率模块数量，具体包括：
预设的电压阈值包括第一电压阈值和第二电压阈值；
当所述桥臂的电流方向为正方向时，分别计算处于投入运行状态的功率模块的电容电压值大于所述第一电压阈值的功率模块数量和处于切除运行状态的功率模块的电容电压值小于所述第二电压阈值的功率模块数量；
并将所述处于投入运行状态的功率模块的电容电压值大于所述第一电压阈值的功率模块数量和所述处于切除运行状态的功率模块的电容电压值小于所述第二电压阈值的功率模块数量中的较大值作为所述第四功率模块数量；
当所述桥臂的电流方向为负方向时，分别计算处于投入运行状态的功率模块的电容电压值小于所述第二电压阈值的功率模块数量和处于切除运行状态的功率模块的电容电压值大于所述第一电压阈值的功率模块数量；
并将所述处于投入运行状态的功率模块的电容电压值小于所述第二电压阈值的功率模块数量和所述处于切除运行状态的功率模块的电容电压值大于所述第一电压阈值的功率模块数量中的较大值作为所述第四功率模块数量。
在本实施例中，所述第一电压阈值根据所述混合型模块化多电平换流器运行的额定电压设定，一般取值为额定电压的1.05～1.2倍；所述第二电压阈值根据所述混合型模块化多电平换流器运行的额定电压设定，一般取值为额定电压的0.8～0.95倍。
在一种可选的实施例中，所述根据所述判断结果对所述第四功率模块数量进行调整，得到第五功率模块数量，具体包括：
当所述第三功率模块数量大于零时，判断所述第三功率模块数量与所述第四功率模块数量的和是否大于所述第一比较值，若否，所述第五功率模块数量等于所述第四功率模块数量；若是，所述第五功率模块数量等于所述第一比较值与所述第三功率模块数量的差值，若所述差值为负值时，则所述第五功率模块数量为零；
当所述第三功率模块数量小于零时，判断所述第三功率模块数量的绝对值与所述第四功率模块数量的和是否大于所述第一比较值，若否，所述第五功率模块数量等于所述第四功率模块数量；若是，所述第五功率模块数量等于所述第一比较值与所述第三功率模块数量的绝对值的差值，若所述差值为负值时，则所述第五功率模块数量为零；
当所述第三功率模块数量等于零时，判断所述第四功率模块数量是否大于所述第一比较值，若否，所述第五功率模块数量等于所述第四功率模块数量；若是，所述第五功率模块数量等于所述第一比较值。
在本实施例中，根据所述第一比较值，对所述第四功率模块数量进行合理的调整，使得到的第五功率模块数量更加准确可靠。
在一种可选的实施例中，所述根据所述第五功率模块数量，对所述桥臂在当前控制周期所需投入的功率模块的运行状态进行调整，具体包括：
根据所述电容电压值，分别对处于投入运行状态的功率模块和处于切除运行状态的功率模块按预设的排序规则进行排序，获得相应运行状态下的电容电压值排序结果；
根据所述排序结果，当所述第三功率模块数量大于零且所述桥臂的电流方向为正方向时，在所述桥臂的所有处于投入运行状态的功率模块中，将电容电压值较高的前第五功率模块数量的功率模块的运行状态调整为切除运行状态，其余处于投入运行状态的功率模块保持运行状态不变；在所述桥臂的所有处于切除运行状态的功率模块中，将电容电压值较低的前P个功率模块的运行状态调整为投入运行状态，其余处于切除运行状态的功率模块保持运行状态不变，其中P值为所述第五功率模块数量与所述第三功率模块数量的和值；
当所述第三功率模块数量大于零且所述桥臂的电流方向为负方向时，在所述桥臂的所有处于投入运行状态的功率模块中，将电容电压值较低的前第五功率模块数量的功率模块的运行状态调整为切除运行状态，其余处于投入运行状态的功率模块保持运行状态不变；在所述桥臂的所有处于切除运行状态的功率模块中，将电容电压值较高的前P个功率模块的运行状态调整为投入运行状态，其余处于切除运行状态的功率模块保持运行状态不变；
当所述第三功率模块数量小于零且所述桥臂的电流方向为正方向时，在所述桥臂的所有处于投入运行状态的功率模块中，将电容电压值较高的前Q个功率模块的运行状态调整为切除运行状态，其余处于投入运行状态的功率模块保持运行状态不变，其中Q值为所述第五功率模块数量与所述第三功率模块数量的绝对值的和值；在所述桥臂的所有处于切除运行状态的功率模块中，将电容电压值较低的前第五功率模块数量的功率模块的运行状态调整为投入运行状态，其余处于切除运行状态的功率模块保持运行状态不变；
当所述第三功率模块数量小于零且所述桥臂的电流方向为负方向时，在所述桥臂的所有处于投入运行状态的功率模块中，将电容电压值较低的前Q个功率模块的运行状态调整为切除运行状态，其余处于投入运行状态的功率模块保持运行状态不变；在所述桥臂的所有处于切除运行状态的功率模块中，将电容电压值较高的前第五功率模块数量的功率模块的运行状态调整为投入运行状态，其余处于切除运行状态的功率模块保持运行状态不变；
当所述第三功率模块数量等于零且所述桥臂的电流方向为正方向时，在所述桥臂的所有处于投入运行状态的功率模块中，将电容电压值较高的前第五功率模块数量的功率模块的运行状态调整为切除运行状态，其余处于投入运行状态的功率模块保持运行状态不变；在所述桥臂的所有处于切除运行状态的功率模块中，将电容电压值较低的前第五功率模块数量的功率模块的运行状态调整为投入运行状态，其余处于切除运行状态的功率模块保持运行状态不变；
当所述第三功率模块数量等于零且所述桥臂的电流方向为负方向时，在所述桥臂的所有处于投入运行状态的功率模块中，将电容电压值较低的前第五功率模块数量的功率模块的运行状态调整为切除运行状态，其余处于投入运行状态的功率模块保持运行状态不变；在所述桥臂的所有处于切除运行状态的功率模块中，将电容电压值较高的前第五功率模块数量的功率模块的运行状态调整为投入运行状态，其余处于切除运行状态的功率模块保持运行状态不变。
在本实施例中，电容电压值可按从高到底或者从低到高的排序规则获得电容电压值排序结果。
在一种可选的实施例中，S500：根据所述第一功率模块数量、所述电流方向信息和所述第三功率模块数量调整所述桥臂在当前控制周期所需投入的功率模块的运行状态，还包括：
当所述第一功率模块数量为负整数时，分别计算当前处于投入运行状态的全桥功率模块数和处于切除运行状态的全桥功率模块数；
并将所述当前处于投入运行状态的全桥功率模块数和处于切除运行状态的全桥功率模块数中的较小值作为第二比较值，其中，所述第二比较值为所述桥臂在当前控制周期中允许改变全桥功率模块运行状态的数量；
获取所述桥臂中所有全桥功率模块的电容电压值，并根据所述电流方向信息，将所述电容电压值和预设的电压阈值进行比较，计算因电容电压值越限而需改变运行状态的第六功率模块数量；
对所述第三功率模块数量的大小进行判断，得到所述第三功率模块数量的判断结果，根据所述判断结果对所述第六功率模块数量进行调整，得到第七功率模块数量；
根据所述第七功率模块数量，对所述桥臂在当前控制周期所需投入的全桥功率模块的运行状态进行调整。
在本实施例中，通过对所述第三功率模块数量的大小进行判断，对所述第六功率模块数量进行调整，可以降低所述桥臂的每一个控制周期内需要改变运行状态的功率模块的数量，使当前控制周期处于投入运行状态的功率模块尽可能在下一个控制周期中也是处于投入运行状态，这样就可以有效地降低功率器件的开关频率。
在一种可选的实施例中，所述获取所述桥臂中所有全桥功率模块的电容电压值，并根据所述电流方向信息，将所述电容电压值和预设的电压阈值进行比较，计算因电容电压值越限而需改变运行状态的第六功率模块数量，具体包括：
预设的电压阈值包括第三电压阈值和第四电压阈值；
当所述桥臂的电流方向为正方向时，分别计算处于投入运行状态的全桥功率模块的电容电压值大于所述第三电压阈值的全桥功率模块数量和处于切除运行状态的全桥功率模块的电容电压值小于所述第四电压阈值的全桥功率模块数量；
并将所述处于投入运行状态的全桥功率模块的电容电压值大于所述第三电压阈值的全桥功率模块数量和所述处于切除运行状态的全桥功率模块的电容电压值小于所述第四电压阈值的全桥功率模块数量中的较大值作为所述第六功率模块数量；
当所述桥臂的电流方向为负方向时，分别计算处于投入运行状态的全桥功率模块的电容电压值小于所述第四电压阈值的全桥功率模块数量和处于切除运行状态的全桥功率模块的电容电压值大于所述第三电压阈值的全桥功率模块数量；
并将所述处于投入运行状态的全桥功率模块的电容电压值小于所述第四电压阈值的全桥功率模块数量和所述处于切除运行状态的全桥功率模块的电容电压值大于所述第三电压阈值的全桥功率模块数量中的较大值作为所述第六功率模块数量。
在本实施例中，所述第三电压阈值根据所述混合型模块化多电平换流器运行的额定电压设定，一般取值为额定电压的1.05～1.2倍；所述第四电压阈值根据所述混合型模块化多电平换流器运行的额定电压设定，一般取值为额定电压的0.8～0.95倍。
在一种可选的实施例中，所述根据所述判断结果对所述第六功率模块数量进行调整，得到第七功率模块数量，具体包括：
当所述第三功率模块数量大于零时，判断所述第三功率模块数量与所述第六功率模块数量的和是否大于所述第二比较值，若否，所述第七功率模块数量等于所述第六功率模块数量；若是，所述第七功率模块数量等于所述第二比较值与所述第三功率模块数量的差值，若所述差值为负值时，则所述第七功率模块数量为零；
当所述第三功率模块数量小于零时，判断所述第三功率模块数量的绝对值与所述第六功率模块数量的和是否大于所述第二比较值，若否，所述第七功率模块数量等于所述第六功率模块数量；若是，所述第七功率模块数量等于所述第二比较值与所述第三功率模块数量的绝对值的差值，若所述差值为负值时，则所述第七功率模块数量为零；
当所述第三功率模块数量等于零时，判断所述第六功率模块数量是否大于所述第二比较值，若否，所述第七功率模块数量等于所述第六功率模块数量；若是，所述第七功率模块数量等于所述第二比较值。
在本实施例中，根据所述第二比较值，对所述第六功率模块数量进行合理的调整，使得到的第七功率模块数量更加准确可靠。
在一种可选的实施例中，所述根据所述第七功率模块数量，对所述桥臂在当前控制周期所需投入的全桥功率模块的运行状态进行调整，具体包括：
根据所述电容电压值，分别对处于投入运行状态的全桥功率模块和处于切除运行状态的全桥功率模块按预设的排序规则进行排序，获得相应运行状态下的电容电压值排序结果；
根据所述排序结果，当所述第三功率模块数量大于零且所述桥臂的电流方向为正方向时，在所述桥臂的所有处于投入运行状态的全桥功率模块中，将电容电压值较低的前I个全桥功率模块的运行状态调整为切除运行状态，其余处于投入运行状态的全桥功率模块保持运行状态不变，其中I值为所述第七功率模块数量与所述第三功率模块数量的和值；在所述桥臂的所有处于切除运行状态的全桥功率模块中，将电容电压值较高的前第七功率模块数量的全桥功率模块的运行状态调整为投入运行状态，其余处于切除运行状态的全桥功率模块保持运行状态不变；
当所述第三功率模块数量大于零且所述桥臂的电流方向为负方向时，在所述桥臂的所有处于投入运行状态的全桥功率模块中，将电容电压值较高的前I个全桥功率模块的运行状态调整为切除运行状态，其余处于投入运行状态的全桥功率模块保持运行状态不变；在所述桥臂的所有处于切除运行状态的全桥功率模块中，将电容电压值较低的前第七功率模块数量的全桥功率模块的运行状态调整为投入运行状态，其余处于切除运行状态的全桥功率模块保持运行状态不变；
当所述第三功率模块数量小于零且所述桥臂的电流方向为正方向时，在所述桥臂的所有处于投入运行状态的全桥功率模块中，将电容电压值较低的前第七功率模块数量的全桥功率模块的运行状态调整为切除运行状态，其余处于投入运行状态的全桥功率模块保持运行状态不变；在所述桥臂的所有处于切除运行状态的全桥功率模块中，将电容电压值较高的前J个全桥功率模块的运行状态调整为投入运行状态，其余处于切除运行状态的全桥功率模块保持运行状态不变，其中J值为所述第七功率模块数量与所述第三功率模块数量的绝对值的和值；
当所述第三功率模块数量小于零且所述桥臂的电流方向为负方向时，在所述桥臂的所有处于投入运行状态的全桥功率模块中，将电容电压值较高的前第七功率模块数量的全桥功率模块的运行状态调整为切除运行状态，其余处于投入运行状态的全桥功率模块保持运行状态不变；在所述桥臂的所有处于切除运行状态的全桥功率模块中，将电容电压值较低的前J个全桥功率模块的运行状态调整为投入运行状态，其余处于切除运行状态的全桥功率模块保持运行状态不变；
当所述第三功率模块数量等于零且所述桥臂的电流方向为正方向时，在所述桥臂的所有处于投入运行状态的全桥功率模块中，将电容电压值较低的前第七功率模块数量的全桥功率模块的运行状态调整为切除运行状态，其余处于投入运行状态的全桥功率模块保持运行状态不变；在所述桥臂的所有处于切除运行状态的全桥功率模块中，将电容电压值较高的前第七功率模块数量的全桥功率模块的运行状态调整为投入运行状态，其余处于切除运行状态的全桥功率模块保持运行状态不变；
当所述第三功率模块数量等于零且所述桥臂的电流方向为负方向时，在所述桥臂的所有处于投入运行状态的全桥功率模块中，将电容电压值较高的前第七功率模块数量的全桥功率模块的运行状态调整为切除运行状态，其余处于投入运行状态的全桥功率模块保持运行状态不变；在所述桥臂的所有处于切除运行状态的全桥功率模块中，将电容电压值较低的前第七功率模块数量的全桥功率模块的运行状态调整为投入运行状态，其余处于切除运行状态的全桥功率模块保持运行状态不变。
在本实施例中，电容电压值可按从高到底或者从低到高的排序规则获得电容电压值排序结果。
相对于现有技术，本发明实施例提供的一种混合型模块化多电平换流器的电容电压平衡方法的有益效果在于：所述混合型模块化多电平换流器的电容电压平衡方法，包括：获取所述混合型模块化多电平换流器中的桥臂在当前控制周期的参考波并根据所述参考波计算第一功率模块数量；其中，所述第一功率模块数量为所述桥臂在当前控制周期所需投入的功率模块数量；根据所述第一功率模块数量，判断所述桥臂在当前控制周期所需投入的功率模块类型；其中，所述功率模块类型包括半桥功率模块和全桥功率模块；判断所述桥臂中的电流方向，获取所述桥臂的电流方向信息；计算所述第一功率模块数量与第二功率模块数量的差值，获得第三功率模块数量；其中，所述第二功率模块数量为所述桥臂在上一个控制周期中实际投入的功率模块数量；根据所述第一功率模块数量、所述电流方向信息和所述第三功率模块数量调整所述桥臂在当前控制周期所需投入的功率模块的运行状态。该方法通过对桥臂所有功率模块的电容电压值和预设的电压阈值进行比较，获取因电容电压值越限而需改变运行状态的功率模块数量，然后根据桥臂的电流方向对因电容电压值越限而需改变运行状态的功率模块数量进行合理修改，从而调整桥臂中的功率模块的运行状态，实现半桥功率模块和全桥功率模块电容电压平衡的同时降低功率器件的开关频率，降低混合型模块化多电平换流器的运行损耗。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种混合型模块化多电平换流器的电容电压平衡方法，其特征在于，包括：
获取所述混合型模块化多电平换流器中的桥臂在当前控制周期的参考波并根据所述参考波计算第一功率模块数量；其中，所述第一功率模块数量为所述桥臂在当前控制周期所需投入的功率模块数量；
根据所述第一功率模块数量，判断所述桥臂在当前控制周期所需投入的功率模块类型；其中，所述功率模块类型包括半桥功率模块和全桥功率模块；
判断所述桥臂中的电流方向，获取所述桥臂的电流方向信息；
计算所述第一功率模块数量与第二功率模块数量的差值，获得第三功率模块数量；其中，所述第二功率模块数量为所述桥臂在上一个控制周期中实际投入的功率模块数量；
根据所述第一功率模块数量、所述电流方向信息和所述第三功率模块数量调整所述桥臂在当前控制周期所需投入的功率模块的运行状态。
2.如权利要求1所述的混合型模块化多电平换流器的电容电压平衡方法，其特征在于，所述根据所述第一功率模块数量，判断所述桥臂在当前控制周期所需投入的功率模块类型,具体包括：
当所述第一功率模块数量为正整数时，所述功率模块类型为半桥功率模块和全桥功率模块，且所述桥臂在当前控制周期所需投入的功率模块输出正电平，剩余的功率模块输出零电平；
当所述第一功率模块数量为负整数时，所述功率模块类型为全桥功率模块，且所述桥臂在当前控制周期所需投入的功率模块输出负电平，剩余的功率模块输出零电平；
当所述第一功率模块数量为零时，所述桥臂在当前控制周期所需投入的功率模块数量为零，即切除所述桥臂中的所有功率模块，使所述桥臂中的所有功率模块输出零电平。
3.如权利要求2所述的混合型模块化多电平换流器的电容电压平衡方法，其特征在于，所述根据所述第一功率模块数量、所述电流方向信息和所述第三功率模块数量调整所述桥臂在当前控制周期所需投入的功率模块的运行状态，具体包括：
当所述第一功率模块数量为正整数时，分别计算当前处于投入运行状态的功率模块数和处于切除运行状态的功率模块数；
并将所述当前处于投入运行状态的功率模块数和处于切除运行状态的功率模块数中的较小值作为第一比较值，其中，所述第一比较值为所述桥臂在当前控制周期中允许改变功率模块运行状态的数量；
获取所述桥臂中所有功率模块的电容电压值，并根据所述电流方向信息，将所述电容电压值和预设的电压阈值进行比较，计算因电容电压值越限而需改变运行状态的第四功率模块数量；
对所述第三功率模块数量的大小进行判断，得到所述第三功率模块数量的判断结果，根据所述判断结果对所述第四功率模块数量进行调整，得到第五功率模块数量；
根据所述第五功率模块数量，对所述桥臂在当前控制周期所需投入的功率模块的运行状态进行调整。
4.如权利要求3所述的混合型模块化多电平换流器的电容电压平衡方法，其特征在于，所述获取所述桥臂中所有功率模块的电容电压值，并根据所述电流方向信息，将所述电容电压值和预设的电压阈值进行比较，计算因电容电压值越限而需改变运行状态的第四功率模块数量，具体包括：
预设的电压阈值包括第一电压阈值和第二电压阈值；
当所述桥臂的电流方向为正方向时，分别计算处于投入运行状态的功率模块的电容电压值大于所述第一电压阈值的功率模块数量和处于切除运行状态的功率模块的电容电压值小于所述第二电压阈值的功率模块数量；
并将所述处于投入运行状态的功率模块的电容电压值大于所述第一电压阈值的功率模块数量和所述处于切除运行状态的功率模块的电容电压值小于所述第二电压阈值的功率模块数量中的较大值作为所述第四功率模块数量；
当所述桥臂的电流方向为负方向时，分别计算处于投入运行状态的功率模块的电容电压值小于所述第二电压阈值的功率模块数量和处于切除运行状态的功率模块的电容电压值大于所述第一电压阈值的功率模块数量；
并将所述处于投入运行状态的功率模块的电容电压值小于所述第二电压阈值的功率模块数量和所述处于切除运行状态的功率模块的电容电压值大于所述第一电压阈值的功率模块数量中的较大值作为所述第四功率模块数量。
5.如权利要求3所述的混合型模块化多电平换流器的电容电压平衡方法，其特征在于，所述根据所述判断结果对所述第四功率模块数量进行调整，得到第五功率模块数量，具体包括：
当所述第三功率模块数量大于零时，判断所述第三功率模块数量与所述第四功率模块数量的和是否大于所述第一比较值，若否，所述第五功率模块数量等于所述第四功率模块数量；若是，所述第五功率模块数量等于所述第一比较值与所述第三功率模块数量的差值，若所述差值为负值时，则所述第五功率模块数量为零；
当所述第三功率模块数量小于零时，判断所述第三功率模块数量的绝对值与所述第四功率模块数量的和是否大于所述第一比较值，若否，所述第五功率模块数量等于所述第四功率模块数量；若是，所述第五功率模块数量等于所述第一比较值与所述第三功率模块数量的绝对值的差值，若所述差值为负值时，则所述第五功率模块数量为零；
当所述第三功率模块数量等于零时，判断所述第四功率模块数量是否大于所述第一比较值，若否，所述第五功率模块数量等于所述第四功率模块数量；若是，所述第五功率模块数量等于所述第一比较值。
6.如权利要求3所述的混合型模块化多电平换流器的电容电压平衡方法，其特征在于，所述根据所述第五功率模块数量，对所述桥臂在当前控制周期所需投入的功率模块的运行状态进行调整，具体包括：
根据所述电容电压值，分别对处于投入运行状态的功率模块和处于切除运行状态的功率模块按预设的排序规则进行排序，获得相应运行状态下的电容电压值排序结果；
根据所述排序结果，当所述第三功率模块数量大于零且所述桥臂的电流方向为正方向时，在所述桥臂的所有处于投入运行状态的功率模块中，将电容电压值较高的前第五功率模块数量的功率模块的运行状态调整为切除运行状态，其余处于投入运行状态的功率模块保持运行状态不变；在所述桥臂的所有处于切除运行状态的功率模块中，将电容电压值较低的前P个功率模块的运行状态调整为投入运行状态，其余处于切除运行状态的功率模块保持运行状态不变，其中P值为所述第五功率模块数量与所述第三功率模块数量的和值；
当所述第三功率模块数量大于零且所述桥臂的电流方向为负方向时，在所述桥臂的所有处于投入运行状态的功率模块中，将电容电压值较低的前第五功率模块数量的功率模块的运行状态调整为切除运行状态，其余处于投入运行状态的功率模块保持运行状态不变；在所述桥臂的所有处于切除运行状态的功率模块中，将电容电压值较高的前P个功率模块的运行状态调整为投入运行状态，其余处于切除运行状态的功率模块保持运行状态不变；
当所述第三功率模块数量小于零且所述桥臂的电流方向为正方向时，在所述桥臂的所有处于投入运行状态的功率模块中，将电容电压值较高的前Q个功率模块的运行状态调整为切除运行状态，其余处于投入运行状态的功率模块保持运行状态不变，其中Q值为所述第五功率模块数量与所述第三功率模块数量的绝对值的和值；在所述桥臂的所有处于切除运行状态的功率模块中，将电容电压值较低的前第五功率模块数量的功率模块的运行状态调整为投入运行状态，其余处于切除运行状态的功率模块保持运行状态不变；
当所述第三功率模块数量小于零且所述桥臂的电流方向为负方向时，在所述桥臂的所有处于投入运行状态的功率模块中，将电容电压值较低的前Q个功率模块的运行状态调整为切除运行状态，其余处于投入运行状态的功率模块保持运行状态不变；在所述桥臂的所有处于切除运行状态的功率模块中，将电容电压值较高的前第五功率模块数量的功率模块的运行状态调整为投入运行状态，其余处于切除运行状态的功率模块保持运行状态不变；
当所述第三功率模块数量等于零且所述桥臂的电流方向为正方向时，在所述桥臂的所有处于投入运行状态的功率模块中，将电容电压值较高的前第五功率模块数量的功率模块的运行状态调整为切除运行状态，其余处于投入运行状态的功率模块保持运行状态不变；在所述桥臂的所有处于切除运行状态的功率模块中，将电容电压值较低的前第五功率模块数量的功率模块的运行状态调整为投入运行状态，其余处于切除运行状态的功率模块保持运行状态不变；
当所述第三功率模块数量等于零且所述桥臂的电流方向为负方向时，在所述桥臂的所有处于投入运行状态的功率模块中，将电容电压值较低的前第五功率模块数量的功率模块的运行状态调整为切除运行状态，其余处于投入运行状态的功率模块保持运行状态不变；在所述桥臂的所有处于切除运行状态的功率模块中，将电容电压值较高的前第五功率模块数量的功率模块的运行状态调整为投入运行状态，其余处于切除运行状态的功率模块保持运行状态不变。
7.如权利要求2所述的混合型模块化多电平换流器的电容电压平衡方法，其特征在于，所述根据所述第一功率模块数量、所述电流方向信息和所述第三功率模块数量调整所述桥臂在当前控制周期所需投入的功率模块的运行状态，具体包括：
当所述第一功率模块数量为负整数时，分别计算当前处于投入运行状态的全桥功率模块数和处于切除运行状态的全桥功率模块数；
并将所述当前处于投入运行状态的全桥功率模块数和处于切除运行状态的全桥功率模块数中的较小值作为第二比较值，其中，所述第二比较值为所述桥臂在当前控制周期中允许改变全桥功率模块运行状态的数量；
获取所述桥臂中所有全桥功率模块的电容电压值，并根据所述电流方向信息，将所述电容电压值和预设的电压阈值进行比较，计算因电容电压值越限而需改变运行状态的第六功率模块数量；
对所述第三功率模块数量的大小进行判断，得到所述第三功率模块数量的判断结果，根据所述判断结果对所述第六功率模块数量进行调整，得到第七功率模块数量；
根据所述第七功率模块数量，对所述桥臂在当前控制周期所需投入的全桥功率模块的运行状态进行调整。
8.如权利要求7所述的混合型模块化多电平换流器的电容电压平衡方法，其特征在于，所述获取所述桥臂中所有全桥功率模块的电容电压值，并根据所述电流方向信息，将所述电容电压值和预设的电压阈值进行比较，计算因电容电压值越限而需改变运行状态的第六功率模块数量，具体包括：
预设的电压阈值包括第三电压阈值和第四电压阈值；
当所述桥臂的电流方向为正方向时，分别计算处于投入运行状态的全桥功率模块的电容电压值大于所述第三电压阈值的全桥功率模块数量和处于切除运行状态的全桥功率模块的电容电压值小于所述第四电压阈值的全桥功率模块数量；
并将所述处于投入运行状态的全桥功率模块的电容电压值大于所述第三电压阈值的全桥功率模块数量和所述处于切除运行状态的全桥功率模块的电容电压值小于所述第四电压阈值的全桥功率模块数量中的较大值作为所述第六功率模块数量；
当所述桥臂的电流方向为负方向时，分别计算处于投入运行状态的全桥功率模块的电容电压值小于所述第四电压阈值的全桥功率模块数量和处于切除运行状态的全桥功率模块的电容电压值大于所述第三电压阈值的全桥功率模块数量；
并将所述处于投入运行状态的全桥功率模块的电容电压值小于所述第四电压阈值的全桥功率模块数量和所述处于切除运行状态的全桥功率模块的电容电压值大于所述第三电压阈值的全桥功率模块数量中的较大值作为所述第六功率模块数量。
9.如权利要求7所述的混合型模块化多电平换流器的电容电压平衡方法，其特征在于，所述根据所述判断结果对所述第六功率模块数量进行调整，得到第七功率模块数量，具体包括：
当所述第三功率模块数量大于零时，判断所述第三功率模块数量与所述第六功率模块数量的和是否大于所述第二比较值，若否，所述第七功率模块数量等于所述第六功率模块数量；若是，所述第七功率模块数量等于所述第二比较值与所述第三功率模块数量的差值，若所述差值为负值时，则所述第七功率模块数量为零；
当所述第三功率模块数量小于零时，判断所述第三功率模块数量的绝对值与所述第六功率模块数量的和是否大于所述第二比较值，若否，所述第七功率模块数量等于所述第六功率模块数量；若是，所述第七功率模块数量等于所述第二比较值与所述第三功率模块数量的绝对值的差值，若所述差值为负值时，则所述第七功率模块数量为零；
当所述第三功率模块数量等于零时，判断所述第六功率模块数量是否大于所述第二比较值，若否，所述第七功率模块数量等于所述第六功率模块数量；若是，所述第七功率模块数量等于所述第二比较值。
10.如权利要求7所述的混合型模块化多电平换流器的电容电压平衡方法，其特征在于，所述根据所述第七功率模块数量，对所述桥臂在当前控制周期所需投入的全桥功率模块的运行状态进行调整，具体包括：
根据所述电容电压值，分别对处于投入运行状态的全桥功率模块和处于切除运行状态的全桥功率模块按预设的排序规则进行排序，获得相应运行状态下的电容电压值排序结果；
根据所述排序结果，当所述第三功率模块数量大于零且所述桥臂的电流方向为正方向时，在所述桥臂的所有处于投入运行状态的全桥功率模块中，将电容电压值较低的前I个全桥功率模块的运行状态调整为切除运行状态，其余处于投入运行状态的全桥功率模块保持运行状态不变，其中I值为所述第七功率模块数量与所述第三功率模块数量的和值；在所述桥臂的所有处于切除运行状态的全桥功率模块中，将电容电压值较高的前第七功率模块数量的全桥功率模块的运行状态调整为投入运行状态，其余处于切除运行状态的全桥功率模块保持运行状态不变；
当所述第三功率模块数量大于零且所述桥臂的电流方向为负方向时，在所述桥臂的所有处于投入运行状态的全桥功率模块中，将电容电压值较高的前I个全桥功率模块的运行状态调整为切除运行状态，其余处于投入运行状态的全桥功率模块保持运行状态不变；在所述桥臂的所有处于切除运行状态的全桥功率模块中，将电容电压值较低的前第七功率模块数量的全桥功率模块的运行状态调整为投入运行状态，其余处于切除运行状态的全桥功率模块保持运行状态不变；
当所述第三功率模块数量小于零且所述桥臂的电流方向为正方向时，在所述桥臂的所有处于投入运行状态的全桥功率模块中，将电容电压值较低的前第七功率模块数量的全桥功率模块的运行状态调整为切除运行状态，其余处于投入运行状态的全桥功率模块保持运行状态不变；在所述桥臂的所有处于切除运行状态的全桥功率模块中，将电容电压值较高的前J个全桥功率模块的运行状态调整为投入运行状态，其余处于切除运行状态的全桥功率模块保持运行状态不变，其中J值为所述第七功率模块数量与所述第三功率模块数量的绝对值的和值；
当所述第三功率模块数量小于零且所述桥臂的电流方向为负方向时，在所述桥臂的所有处于投入运行状态的全桥功率模块中，将电容电压值较高的前第七功率模块数量的全桥功率模块的运行状态调整为切除运行状态，其余处于投入运行状态的全桥功率模块保持运行状态不变；在所述桥臂的所有处于切除运行状态的全桥功率模块中，将电容电压值较低的前J个全桥功率模块的运行状态调整为投入运行状态，其余处于切除运行状态的全桥功率模块保持运行状态不变；
当所述第三功率模块数量等于零且所述桥臂的电流方向为正方向时，在所述桥臂的所有处于投入运行状态的全桥功率模块中，将电容电压值较低的前第七功率模块数量的全桥功率模块的运行状态调整为切除运行状态，其余处于投入运行状态的全桥功率模块保持运行状态不变；在所述桥臂的所有处于切除运行状态的全桥功率模块中，将电容电压值较高的前第七功率模块数量的全桥功率模块的运行状态调整为投入运行状态，其余处于切除运行状态的全桥功率模块保持运行状态不变；
当所述第三功率模块数量等于零且所述桥臂的电流方向为负方向时，在所述桥臂的所有处于投入运行状态的全桥功率模块中，将电容电压值较高的前第七功率模块数量的全桥功率模块的运行状态调整为切除运行状态，其余处于投入运行状态的全桥功率模块保持运行状态不变；在所述桥臂的所有处于切除运行状态的全桥功率模块中，将电容电压值较低的前第七功率模块数量的全桥功率模块的运行状态调整为投入运行状态，其余处于切除运行状态的全桥功率模块保持运行状态不变。
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