CN109324243B - 一种级联型变流器子模块的工况模拟测试系统及测试方法 - Google Patents

一种级联型变流器子模块的工况模拟测试系统及测试方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种级联型变流器子模块的工况模拟测试系统，包括：电流发生器，用于输出电流；待测子模块，用于接收电流发生器产生的电流，并输出电容电压信号；电阻抗网络，用于对电流发生器输出电流进行控制和滤波；电流控制系统，用于控制电流发生器中各开关器件运行状态，调节电流发生器输出电流；电压控制系统，用于驱动待测子模块中各器件开关状态；级联型变流器系统模型，用于分别向电流控制系统和电压控制系统输出相应的电流和电压参考信号。本发明可以实现级联型变流器任意子模块运行工况的模拟，节省测试成本，提升测试效率和准确性。

Description

一种级联型变流器子模块的工况模拟测试系统及测试方法
技术领域
本发明涉及电力电子技术领域，具体地，涉及一种级联型变流器子模块的工况模拟测试系统及测试方法。
背景技术
目前，级联型变流器由于其独特的结构特点，在高压大功率场合受到了广泛应用及关注。然而，随着级联型变流器电压等级与容量的不断提升，其子模块数量也变得极为庞大。为保证级联变流器系统的可靠运行，其子模块的验证和测试变得非常重要。
传统针对级联型变流器子模块的验证和测试，其电压和电流测试条件往往与实际工况有较大区别，通常先要搭建较完整的级联型变流器系统，才可以对子模块施加正确的应力。而当级联型变流器的容量较大、电压等级较高时，其子模块数量会快速增加，因而变流器及子模块的验证和测试成本也会显著增加。传统的级联型变流器子模块测试方法的局限性在于：1)系统电压和功率等级高，所需子模块数量多，配套的测试设备及元器件较多，成本极高；2)系统运行时能量消耗较大；3)较难施加运行工况条件下较复杂的、动态的电压电流应力；4)测试系统安全性要求较高，占地大；5)级联子模块数配置不灵活，测试系统很难改变功率等级以及测试子模块的位置。因此，如何用较少的成本对变流器子模块施加贴近实际的动、静态应力以模拟运行工况，已经成为亟待解决的技术挑战。
发明内容
本发明的目的是提供一种级联型变流器子模块的工况模拟测试系统及测试方法，以解决现有的级联型变流器子模块测试系统的系统电压等级高，所需子模块数量多、系统耗能大、难施加复杂的动态的电压电流应力、配置不灵活且安全性要求较高的问题。
根据本发明的一个方面，提供一种级联型变流器子模块的工况模拟测试系统，包括：
电流发生器，用于输出电流；
待测子模块，用于接收所述电流发生器产生的电流，并输出待测子模块的电压、电流信号；
电阻抗网络，用于对所述电流发生器输出的电流进行滤波，将经过处理的电流输出至所述待测子模块；
电流控制系统，用于控制所述电流发生器中各器件的运行状态，调节所述电流发生器的输出电流，使得所述电流发生器的输出电流与实际级联型变流器中的子模块输入电流近似相同；
电压控制系统，用于接收所述待测子模块的电容电压信号，并驱动所述待测子模块中各开关器件的开关状态，使得所述待测子模块的电容电压与实际级联型变流器中需要模拟的子模块的电容电压相同；
级联型变流器系统模型，用于模拟级联型变流器的行为特征，根据所述待测子模块的不同规格，分别向所述电流控制系统和所述电压控制系统输出相应的目标电流信号和目标电压信号。
可选地，所述电流控制系统、电压控制系统和级联型变流器系统模型均通过包含数字信号处理器或FPGA等在内的芯片、运算电路或软件实现，所述级联型变流器系统模型用于描述级联型变流器系统的行为特征，所述电流控制系统、电压控制系统用于电流控制运算与电压控制运算。
可选地，所述电流控制系统，采集所述电流发生器输出电流的电流信号或电阻抗网络的输出电流的电流信号，生成所述电流发生器的控制信号，所述电流控制系统控制所述电流发生器中各器件的运行状态，从而使所述电流发生器的输出电流与实际级联型变流器中需要测试的子模块的输入电流近似相同。
可选地，所述电流发生器包括：至少一组输出端口。
可选地，所述电压控制系统，采集所述电流发生器输出电流的电流信号或电阻抗网络的输出电流的电流信号，采集所述待测子模块的电容电压信号，生成所述待测子模块的控制信号，所述电压控制系统控制所述待测子模块中各开关器件的开关状态，从而使所述待测子模块的电容电压与实际级联型变流器中需要测试的子模块的电容电压相同。
可选地，所述电压控制系统包括：电容电压平衡子模块，所述电容电压平衡子模块用于采集所述电流发生器输出电流的电流信号或电阻抗网络的输出电流的电流信号其一、所述待测子模块的电容电压信号和所述级联型变流器系统模型输出的电容电压信号与子模块参考电压，并生成所述待测子模块的电压调制信号或用于控制所述待测子模块中各开关器件的开关状态的开关信号；可选的，还进一步包括电压调制子模块，所述电压调制子模块用于对所述电容电压平衡子模块生成的电压调制信号进行调制，生成用于控制所述待测子模块中各开关器件的开关状态的开关信号。
可选地，所述系统还包括：选择器，用于当所述电流控制系统或所述电压控制系统需要采集所述电流发生器输出电流的电流信号或电阻抗网络输出电流的电流信号时，通过选择器进行电流信号的择一选择。
根据本发明的另一方面，提供一种级联型变流器子模块的工况模拟测试方法，包括：
S1、选择实际级联型变流器中任何一个或多个需要模拟的子模块作为待测子模块，级联型变流器系统模型产生对应待测子模块的参考电流iarm *，参考电压usm*，以及所述待测子模块所在桥臂的子模块电容电压平均值uavg；所述级联型变流器系统模型将所述参考电流iarm *输出至所述电流控制系统，将所述参考电压usm*以及所述电容电压平均值uavg输出至电压控制系统；
S2、检测电流发生器输出电流的电流信号或电阻抗网络输出电流的电流信号，被选择的电流信号为iarm1；
S3、在所述电流控制系统中将所述被选择的电流信号iarm1与所述参考电流iarm *做差得到第一差值，在电流控制系统中将所述第一差值通过比例、积分和谐振控制后，经调制生成驱动电流发生器的信号，所述电流控制系统控制所述电流发生器中各器件的运行状态，从而使所述电流发生器的输出电流iarm1与实际级联型变流器中需要模拟的子模块的输入电流iarm *近似相同；
S4、对S2中检测到的所述电流发生器输出电流的电流信号或所述电阻抗网络输出电流的电流信号进行选择，被选择的电流信号为iarm2，同时检测所述待测子模块的电容电压信号ucsm；
S5、利用采集到的所述待测子模块的电容电压信号ucsm、S4中被选择的电流信号iarm2、S1中级联型变流器系统模型输出的电容电压平均值信号uavg和参考电压usm*信号，在所述电压控制系统中进行计算，而后所述电压控制系统通过电压调制产生所述待测子模块的驱动信号，驱动控制所述待测子模块中开关器件的开关状态，从而使所述待测子模块的电容电压ucsm与实际级联型变流器中需要模拟的子模块电容电压相同。
可选地，S2和S4中，通过选择器来选择电流信号iarm1与iarm2，iarm1与iarm2信号来自同一输出端，或者不同输出端。
可选地，S3和S5中的各计算步骤通过包含数字信号处理器或FPGA在内的芯片，运算电路或软件实现。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明提供的一种级联型变流器子模块的工况模拟测试系统及测试方法，可以根据所述电流发生器、电阻抗网络、电流控制系统，产生与实际运行状态相同的待测子模块输入电流；并且通过电压控制系统，产生与实际运行状态相同的待测子模块电容电压，从而实现待测子模块对级联型变流器任意子模块运行工况的模拟，极大的节省测试成本，并提升测试效率和准确性。
2、本发明提供的一种级联型变流器子模块的工况模拟测试系统及测试方法，通过电流发生器产生电流，与实际级联型变流器系统相比，极大地降低了电压等级，减小了功率损耗，提升了实验安全性。
3、本发明提供的一种级联型变流器子模块的工况模拟测试系统及测试方法，可在控制层面进行自由调整，从而实现对级联型变流器中任意多个子模块进行工况模拟测试，提高了测试的灵活性。
4、本发明提供的一种级联型变流器子模块的工况模拟及测试系统仅使用最少的待测子模块进行实验便可以模拟出真实级联型变流器的工况，并且可以灵活的配置工况条件及子模块在变流器系统中的位置，极大的降低了实验成本，提高了实验效率。
附图说明
图1为本发明的级联型变流器子模块的工况模拟测试系统及测试方法一实施例的结构示意图；
图2为本发明的级联型变流器子模块的工况模拟测试系统及测试方法中电流发生器的第一种拓扑结构示意图；
图3为本发明的级联型变流器子模块的工况模拟测试系统及测试方法中电流发生器的第二种拓扑结构示意图；
图4为本发明的级联型变流器子模块的工况模拟测试系统及测试方法中电阻抗网络的第一种拓扑的结构示意图；
图5为本发明的级联型变流器子模块的工况模拟测试系统及测试方法中电阻抗网络的第二种拓扑的结构示意图；
图6为本发明的级联型变流器子模块的工况模拟测试系统及测试方法中电阻抗网络的第三种拓扑的结构示意图；
图7为本发明的级联型变流器子模块的工况模拟测试系统及测试方法中电阻抗网络的第四种拓扑的结构示意图；
图8为本发明的级联型变流器子模块的工况模拟测试系统及测试方法中第一种待测子模块的结构示意图；
图9为本发明的级联型变流器子模块的工况模拟测试系统及测试方法中第二种待测子模块的结构示意图；
图10为本发明的级联型变流器子模块的工况模拟测试系统及测试方法一实施例中电压控制系统的运行方式的示意性框图；
图11为本发明的级联型变流器子模块的工况模拟测试系统及测试方法中电压控制系统的一种实施例的示意性框图；
图12为本发明的级联型变流器子模块的工况模拟测试系统及测试方法一实施例中电流控制系统的示意性框图；
其中，1-电流发生器；11-电流发生器的电流输出端；2-电阻抗网络；21-电阻抗网络的电流输入端；22-电阻抗网络的电流输出端；3-待测子模块；31-待测子模块的电流输入端；4-级联型变流器系统模型；5-电流控制系统；6-电压控制系统；61-电容电压平衡子模块；62-电压调制子模块；7-选择器。
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级联型变流器子模块的工况模拟及测试系统，可模拟的级联变流器包括但不限于半桥、全桥型模块化多电平变流器(Modular MultilevelConverter,MMC)以及级联H桥型变流器(Cascaded H-Bridge Converter,CHB)。通过电流发生器和电阻抗网络及相应的电压、电流控制方法，可使得待测子模块(或待测子模块组)模拟级联型变流器中任意子模块(或子模块组)的实际运行工况，极大的节省了测试成本并提高了测试效率和安全性。
如图1所示，为本发明级联型变流器子模块的工况模拟测试系统的一实施例示意图，包括：
电流发生器1，用于输出电流，电流发生器1与电阻抗网络2相配合，用于产生与级联型变流器系统模型发出的参考电流相同的电流；
待测子模块3，用于接收电流发生器1产生的电流，并输出电容电压信号；
电阻抗网络2，用于对电流发生器1输出的电流进行控制和滤波，将进过处理的电流输出至待测子模块3；
电流控制系统5，用于控制电流发生器1中各器件的运行状态，调节电流发生器1的输出电流，使得电流发生器1的输出电流与实际级联型变流器中的子模块输入电流近似相同；
电压控制系统6，用于驱动待测子模块3中各开关器件的开关状态，使得待测子模块3的电容电压与实际级联型变流器中需要模拟的子模块的电容电压相同；
级联型变流器系统模型4，用于模拟现实级联型变流器，根据待测子模块3的不同规格，分别向电流控制系统5和电压控制系统6输出相应的目标电流信号和目标电压信号。
具体的，电流发生器1、电阻抗网络2、待测子模块3、电流控制系统4、变流器系统模型5和电压控制系统6为本发明的一种级联型变流器子模块的工况模拟测试系统的核心部件，一些其他必要的辅助性质的硬件电路和/或软件计算模块，也在本发明的保护范围之内；其中，电流发生器的电流输出端11与电阻抗网络的电流输入端21连接，电阻抗网络的电流输出端22与待测子模块的电流输入端31连接；电流控制系统5的第一信号输入端输入电流发生器的电流输出端11检测到的电流信号或电阻抗网络的电流输出端22检测到的电流信号；电流控制系统5的第二输入端输入级联型变流器系统模型4输出的电压、电流信号；电流控制系统5的信号输出端输出驱动电流发生器1的控制信号；电压控制系统6的第一信号输入端输入电流发生器的电流输出端11检测到的电流信号或电阻抗网络的电流输出端22检测到的电流信号；电压控制系统6的第二输入端输入级联型变流器系统模型4输出的电压、电流信号。
本发明上述实施例通过电流发生器产生电流，与实际级联型变流器系统相比，
极大地降低了电压等级，减小了功率损耗，提升了实验安全性。
上述实施例中，待测子模块3可选用实际级联型变流器的子模块或子模块组；级联型变流器系统模型4用于模拟真实的级联型变流器，可在本发明提出的模拟测试系统中选择级联变流器中任何一个需要模拟的子模块，并产生相应子模块的电流和电压参考信号以及对应待测子模块所在桥臂的子模块电容电压信号；待测子模块3可以扩展为变流器同一桥臂的多个子模块，也可以扩展为级联变流器的多个相和桥臂，待测子模块3的拓扑结构包括但不限于图8、图9所示的半桥及全桥子模块拓扑结构。
在本发明的实施例中，电流发生器1采用包括但不限于图2、图3在内的任意电路拓扑结构。
在本发明的实施例中，电阻抗网络2，由电感、电容、电阻、等一种或多种元件构成，电阻抗网络3可以采用包括但不限于图4、图5、图6、图7在内的纯电感、阻感串联、LCL滤波器及采用了耦合电感的电感、LCL滤波器等元件的电路拓扑形式。
在本发明的实施例中，电压控制系统6的示意性框图包括但不限于图10所示的结构，包含电容电压平衡子模块61与电压调制子模块62，特别的，在采用不同调制策略时，包括但不限于最近电平逼近调制时(NLC)，仅通过电容电压平衡子模块便可产生系统所需开关信号，可以省略电压调制子模块62，图11为电压控制系统的一种实施方式，将输入的电压与电流信号进行平衡控制并调制，可以采用数字信号处理器(DSP)，FPGA，或等效模拟、数字电路，或其他等效的软、硬件方式实现。
在本发明部分实施例中，级联型变流器系统模型4用于描述级联型变流器系统的行为特征，所述电流控制系统5、电压控制系统6用于电流控制运算与电压控制运算。
具体的，级联型变流器系统模型5采用数字信号处理器(DSP)，或其他处理器、等效模拟、数字电路，或其他等效的软、硬件方式实现。
在本发明部分实施例中，如图1所示，电流控制系统5，采集电流发生器1输出电流的电流信号或电阻抗网络2的输出电流的电流信号，经过计算生成电流发生器1的驱动信号，电流控制系统5驱动控制电流生成器1中各开关的开关状态，从而使电流发生器1的输出电流与实际级联型变流器中需要测试的子模块的输入电流近似相同。
具体的，电流控制系统5的示意性框图包括但不限于图12所示的结构，电流控制系统5对电流发生器1的输出电流进行闭环控制。
在本发明部分实施例中，电流发生器1包括至少一组输出端口。
在本发明部分实施例中，如图1所示，电压控制系统6，采集电流发生器1输出电流的电流信号或电阻抗网络2的输出电流的电流信号，采集待测子模块3的电容电压信号，经过计算生成待测子模块3的驱动信号，电压控制系统6控制待测子模块3中各开关器件的开关状态，从而使待测子模块3的电容电压与实际级联型变流器中需要测试的子模块的电容电压相同。
具体的，电压控制系统6的示意性框图包括但不限于图11所示的结构，电压控制系统6对待测子模块3的电容电压进行闭环控制，将输入的电压与电流信号进行平衡控制并调制，可以采用数字信号处理器(DSP)，或等效模拟、数字电路，或其他等效的软、硬件方式实现。
在本发明部分实施例中，如图1所示，还包括：选择器7，用于当电流控制系统5或电压控制系统6需要采集电流发生器1输出电流的电流信号或电阻抗网络2输出电流的电流信号时，通过选择器7进行电流信号的择一选择。
在本发明部分实施例中，如图11-图12所示，一种级联型变流器子模块的工况模拟测试方法，应用于上述任意一项实施例，级联型变流器子模块的工况模拟测试方法的具体步骤包括：
步骤一、选择实际级联型变流器中任何一个或多个需要模拟的子模块作为待测子模块3，级联型变流器系统模型4产生对应待测子模块3的参考电流iarm *和参考电压usm*以及对应待测子模块所在桥臂的子模块电容电压平均值uavg，并将参考电流iarm *和参考电压与电容电压平均值相应的输出至电流控制系统5和电压控制系统6；
步骤二、检测电流发生器1输出电流的电流信号或电阻抗网络2输出电流的电流信号，被选择的电流信号为iarm1；
步骤三、在电流控制系统5中将被选择的电流信号iarm与参考电流iarm *做差得到第一差值，在电流控制系统5中将第一差值通过比例-积分-谐振控制后，经脉宽调制技术生成驱动电流发生器1的信号，电流控制系统5驱动控制电流发生器1中开关器件的开关状态，从而使电流发生器1的输出电流iarm1与实际级联型变流器中需要模拟的子模块的输入电流iarm *近似相同；
具体的，
式中：Δi为参考电流与电流发生器1输出电流的偏差值，um为电流发生器1的调制波，KP为比例控制系数，KI为积分控制系数，ω1为电流频率一，ω2为电流频率二，Kr1为频率一谐振控制系数，Kr2为频率二谐振控制系数，调制波um经过PWM调制后可产生控制电流发生器的控制信号。
上述实施例，可以根据电流发生器、电阻抗网络、电流控制系统，产生与实际运行状态相同的待测子模块输入电流；并且通过电压控制系统，产生与实际运行状态相同的待测子模块电容电压，从而实现待测子模块对级联型变流器任意子模块运行工况的模拟，极大的节省测试成本，并提升测试效率和准确性。
步骤四、对步骤二中检测到的电流发生器1输出电流的电流信号或电阻抗网络2输出电流的电流信号进行选择，被选择的电流信号为iarm2，同时检测待测子模块3的电容电压信号ucsm；
步骤五、在电压控制系统6中将待测子模块3的电容电压信号ucsm与步骤一中级联型变流器系统模型4输出的电压信号uavg做差得到第二差值，将第二差值与步骤四中被选择的电流信号iarm2相乘，再与电压参考信号usm*相加后，通过电压调制产生待测子模块3的驱动信号，驱动控制待测子模块3中开关器件的开关状态，从而使待测子模块3的电容电压ucsm与实际级联型变流器中需要模拟的子模块电容电压相同。
具体的，
Δu＝uavg-ucsm
式中：Δu为变流器系统模型4输出的电容电压平均值与待测子模块3电容电压的差值，KP为电压控制器的比例控制系数，Vdc为级联型变流器系统模型4模拟的级联型变流器直流母线电压，usm为待测子模块调制波，usm经过调制后可产生待测子模块的控制信号。
在本发明部分实施例中，如图1所示，步骤二和步骤四中，通过选择器7来选择电流信号iarm。
在本发明部分实施例中，如图1步骤三和步骤五中的各计算步骤通过包含数字信号处理器或FPGA在内的芯片，运算电路或软件实现。
本领域技术人员知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的系统及其各个装置以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的系统及其各个装置以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同功能。所以，本发明提供的系统及其各项装置可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种功能的装置也可以视为硬件部件内的结构；也可以将用于实现各种功能的装置视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构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 (11)

1.一种级联型变流器子模块的工况模拟测试系统，其特征在于，包括：
电流发生器，用于输出电流；
待测子模块，用于接收所述电流发生器产生的电流，并输出待测子模块的电压、电流信号；
电阻抗网络，用于对所述电流发生器输出的电流进行滤波，将经过处理的电流输出至所述待测子模块；
电流控制系统，用于控制所述电流发生器中各器件的运行状态，调节所述电流发生器的输出电流，使得所述电流发生器的输出电流与实际级联型变流器中的子模块输入电流相同；
电压控制系统，用于接收所述待测子模块的电容电压信号，并驱动所述待测子模块中各开关器件的开关状态，使得所述待测子模块的电容电压与实际级联型变流器中需要模拟的子模块的电容电压相同；
级联型变流器系统模型，用于模拟级联型变流器的行为特征，根据所述待测子模块的不同规格，分别向所述电流控制系统和所述电压控制系统输出相应的目标电流信号和目标电压信号。
2.根据权利要求1所述的一种级联型变流器子模块的工况模拟测试系统，其特征在于，所述电流控制系统、电压控制系统和级联型变流器系统模型均通过包含数字信号处理器或FPGA在内的芯片、运算电路或软件实现，所述级联型变流器系统模型用于描述级联型变流器系统的行为特征，所述电流控制系统、电压控制系统用于电流控制运算与电压控制运算。
3.根据权利要求2所述的一种级联型变流器子模块的工况模拟测试系统，其特征在于，所述电流控制系统，采集所述电流发生器输出电流的电流信号或电阻抗网络的输出电流的电流信号，生成所述电流发生器的控制信号，所述电流控制系统控制所述电流发生器中各器件的运行状态，从而使所述电流发生器的输出电流与实际级联型变流器中需要测试的子模块的输入电流相同。
4.根据权利要求3所述的一种级联型变流器子模块的工况模拟测试系统，其特征在于，所述电流发生器包括：至少一组输出端口。
5.根据权利要求2所述的一种级联型变流器子模块的工况模拟测试系统，其特征在于，所述电压控制系统，采集所述电流发生器输出电流的电流信号或电阻抗网络的输出电流的电流信号，采集所述待测子模块的电容电压信号，生成所述待测子模块的控制信号，所述电压控制系统控制所述待测子模块中各开关器件的开关状态，从而使所述待测子模块的电容电压与实际级联型变流器中需要测试的子模块的电容电压相同。
6.根据权利要求5所述的一种级联型变流器子模块的工况模拟测试系统，其特征在于，所述电压控制系统包括：电容电压平衡子模块，所述电容电压平衡子模块用于采集所述电流发生器输出电流的电流信号或电阻抗网络的输出电流的电流信号、所述待测子模块的电容电压信号和所述级联型变流器系统模型输出的电容电压信号与子模块参考电压，并生成所述待测子模块的电压调制信号或用于控制所述待测子模块中各开关器件的开关状态的开关信号。
7.根据权利要求6所述的一种级联型变流器子模块的工况模拟测试系统，其特征在于，还进一步包括电压调制子模块，所述电压调制子模块用于对所述电容电压平衡子模块生成的电压调制信号进行调制，生成用于控制所述待测子模块中各开关器件的开关状态的开关信号。
8.根据权利要求1至7任一项所述的一种级联型变流器子模块的工况模拟测试系统，其特征在于，还包括：选择器，用于当所述电流控制系统或所述电压控制系统需要采集所述电流发生器输出电流的电流信号或电阻抗网络输出电流的电流信号时，通过选择器进行电流信号的择一选择。
9.一种利用权利要求1至8中任一项所述系统的级联型变流器子模块的工况模拟测试方法，其特征在于，包括：
S1、选择实际级联型变流器中任何一个或多个需要模拟的子模块作为待测子模块，级联型变流器系统模型产生对应待测子模块的参考电流iarm *，参考电压usm*，以及所述待测子模块所在桥臂的子模块电容电压平均值uavg；所述级联型变流器系统模型将所述参考电流iarm *输出至所述电流控制系统，将所述参考电压usm*以及所述电容电压平均值uavg输出至电压控制系统；
S2、检测电流发生器输出电流的电流信号或电阻抗网络输出电流的电流信号，被选择的电流信号为iarm1；
S3、在所述电流控制系统中将所述被选择的电流信号iarm1与所述参考电流iarm *做差得到第一差值，在电流控制系统中将所述第一差值通过比例、积分和谐振控制后，经调制生成驱动电流发生器的信号，所述电流控制系统控制所述电流发生器中各器件的运行状态，从而使所述电流发生器的输出电流iarm1与实际级联型变流器中需要模拟的子模块的输入电流iarm *相同；
S4、对S2中检测到的所述电流发生器输出电流的电流信号或所述电阻抗网络输出电流的电流信号进行选择，被选择的电流信号为iarm2，同时检测所述待测子模块的电容电压信号ucsm；
S5、利用采集到的所述待测子模块的电容电压信号ucsm、S4中被选择的电流信号iarm2、S1中级联型变流器系统模型输出的电容电压平均值信号uavg和参考电压usm*信号，在所述电压控制系统中进行计算，而后所述电压控制系统通过电压调制产生所述待测子模块的驱动信号，驱动控制所述待测子模块中开关器件的开关状态，从而使所述待测子模块的电容电压ucsm与实际级联型变流器中需要模拟的子模块电容电压相同。
10.根据权利要求9所述的一种级联型变流器子模块的工况模拟测试方法，其特征在于，S2和S4中，通过选择器来选择电流信号iarm1与iarm2，iarm1与iarm2信号来自同一输出端，或者不同输出端。
11.根据权利要求9所述的一种级联型变流器子模块的工况模拟测试方法，其特征在于，S3和S5中的各计算步骤通过包含数字信号处理器或FPGA在内的芯片，运算电路或软件实现。
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