CN110971132A - 模块化多电平换流器的控制系统、方法、装置和子模块 - Google Patents

Abstract

本发明实施方式公开了一种模块化多电平换流器的控制系统、方法、装置和子模块。模块化多电平换流器包括N个子模块，控制系统包括：控制模块，其用于发出控制指令；集线器，与N个子模块分别连接，其用于接收所述控制指令，将所述控制指令发送到所述N个子模块；其中N个子模块中的每一个子模块，用于分别地确定出适配于执行所述控制指令的子模块集合，并当确定自身属于所述子模块集合时，执行所述控制指令；其中N为大于或等于2的正整数。本发明实施方式实现了一种分布式控制MMC的技术方案，可以克服集中式控制的安全问题。

Description

模块化多电平换流器的控制系统、方法、装置和子模块

技术领域

本申请涉及模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter，MMC)领域，尤其涉及一种模块化多电平换流器的控制系统、方法、装置和子模块。

背景技术

MMC是一种新型的电压变换电路，它通过将多个子模块(submodule)级联的方式，可以叠加输出很高的电压，并且还具有输出谐波少、模块化程度高等特点，因而在电力系统中具有广泛的应用前景。目前常见的子模块拓扑包括半桥型子模块、全桥型子模块和双箝位型子模块，等等。其中，半桥型子模块是目前工程中应用最为普遍的，但是其不具备直流故障穿越能力，需要依靠交流断路器实现故障电流的切除。全桥子模块和双箝位子模块都具备直流故障穿越能力，但是由于投资和运行损耗较大，目前尚无大规模的工程应用。

在现有技术中，所有的子模块均由统一的中央控制单元集中控制。

然而，集中控制方式具有安全性问题。比如，当中央控制单元故障时，所有的子模块都无法工作。而且，将所有的子模块的控制功能集中到统一的中央控制单元执行，还可能降低MMC的实时性能。

发明内容

有鉴于此，本发明实施方式的主要目的在于提供一种模块化多电平换流器的控制系统、方法、装置和子模块。

本发明实施方式的技术方案是这样实现的：

一种MMC的控制系统，所述MMC包括N个子模块，所述控制系统包括：

控制模块，其用于发出控制指令；

集线器，与所述N个子模块分别连接，其用于接收所述控制指令，将所述控制指令发送到所述N个子模块；

其中所述N个子模块中的每一个子模块，用于分别地确定出适配于执行所述控制指令的子模块集合，并当确定自身属于所述子模块集合时，执行所述控制指令；其中N为大于或等于2的正整数。

可见，本发明实施方式不再设置统一的中央控制单元，而是将控制功能设置到每个子模块中，实现了一种分布式控制MMC的技术方案，可以克服集中式控制的安全问题。

在一个实施方式中，所述子模块集合包含：

一个主控子模块；

一或多个非主控子模块；

其中所述主控子模块，其用于在确定出所述子模块集合之后且执行所述控制指令之前，经由所述集线器向所述一或多个非主控子模块发送同步时钟信号；所述一或多个非主控子模块，其用于基于所述同步时钟信号与所述主控子模块保存时钟同步。

因此，本发明实施方式还基于集线器的信息传输功能在子模块集合中实现了时钟同步。

在一个实施方式中，所述N个子模块中的每一个子模块分别包含各自的处理模块；

其中所述处理模块，用于确定出适配于执行所述控制指令的子模块集合，及从所述子模块集合中确定出主控子模块和非主控子模块。

可见，本发明实施方式的子模块包含具有确定子模块集合能力及从子模块中确定出主控子模块和非主控子模块能力的处理模块，实现了一种智能化的子模块。

在一个实施方式中，所述N个子模块中的每一个子模块，还分别用于测量自身中电容的电压值，将各自的电压值发送到所述集线器；

所述集线器，还用于将所述N个子模块的各自的电压值发送到所述N个子模块中的每一个子模块；

所述N个子模块中的每一个子模块，还分别用于基于所述N个子模块的各自的电压值控制自身中电容的工作状态。

因此，子模块可以基于集线器的信息传输功能相互传输各自的电压值。

一种MMC的子模块，包括：

通信模块，与集线器连接，用于接收控制指令；

处理模块，用于确定出适配于执行所述控制指令的子模块集合，并当确定所述子模块属于所述子模块集合时，将所述控制指令发送到执行模块；

执行模块，用于执行所述控制指令。

因此，本发明实施方式的子模块具有确定子模块集合能力，无需统一的中央控制单元也可以执行控制指令，实现了一种智能化的子模块。

在一个实施方式中，还包括：

存储模块，用于存储第一逻辑，所述第一逻辑适配于确定子模块集合；

其中所述处理模块，用于从所述存储模块中调取所述第一逻辑，基于所述第一逻辑确定适配于执行所述控制指令的子模块集合。

可见，本发明实施方式的子模块基于内置的第一逻辑，可以便利地确定子模块集合。

在一个实施方式中，所述存储模块，还用于存储第二逻辑，所述第二逻辑适配于确定一个主控子模块以及一或多个非主控子模块；

其中所述处理模块，还用于从所述存储模块中调取所述第二逻辑，基于所述第二逻辑在所述子模块集合中确定出一个主控子模块以及一或多个非主控子模块。

可见，本发明实施方式的子模块基于内置的第二逻辑，可以便利地确定主控子模块和非主控子模块。

在一个实施方式中，还包括：

保护模块，用于检测所述子模块的工作状态，当所述工作状态为异常时，隔离所述子模块且经由所述通信模块向所述集线器发送故障报警消息。

可见，本发明实施方式的子模块还具有保护功能，能够在异常时隔离子模块，并发出故障报警。

在一个实施方式中，还包括：

电容报警模块，用于计算所述子模块的电容容量，当所述电容容量低于预定门限值时，经由所述通信模块向所述集线器发送电容报警消息。

可见，本发明实施方式的子模块还具有电容容量报警功能，能够在电容容量低时发出故障报警。

在一个实施方式中，还包括：

校验模块，用于当所述子模块处于待机状态或维护状态时检测所述保护模块，当检测到所述保护模块异常时，经由所述通信模块向所述集线器发送保护模块报警消息。

可见，本发明实施方式的子模块还针对保护模块具有校验功能，能够在保护模块异常时发出故障报警。

在一个实施方式中，所述子模块包括下列中的至少一个：半桥型子模块；全桥型子模块；钳位型双子模块。

一种MMC，包括如上任一项所述的子模块。

一种MMC的控制方法，所述MMC包括N个子模块，其中N为大于或等于2的正整数，该方法包括：

使能所述N个子模块中的每一个子模块从集线器接收控制指令；

使能所述N个子模块中的每一个子模块分别地确定出适配于执行所述控制指令的子模块集合，并当确定自身属于所述子模块集合时，执行所述控制指令。

因此，本发明实施方式不再设置统一的中央控制单元，而是将控制功能设置到每个子模块中，实现了一种分布式控制MMC的技术方案，可以克服集中式控制的安全问题。

在一个实施方式中，该方法还预先包括：在所述N个子模块中的每一个子模块中存储第一逻辑，所述第一逻辑适配于确定子模块集合；

其中所述使能N个子模块中的每一个子模块确定出适配于执行所述控制指令的子模块集合包括：

所述使能N个子模块中的每一个子模块解析所述控制指令以确定整体工作负载；

使能N个子模块中的每一个子模块调取所述第一逻辑，基于所述第一逻辑确定工作能力满足所述整体工作负载的子模块集合。

因此，本发明实施方式的基于内置在子模块内的第一逻辑，可以便利地确定子模块集合。

在一个实施方式中，该方法还预先包括：在所述N个子模块中的每一个子模块中存储第二逻辑，所述第二逻辑适配于确定一个主控子模块以及一或多个非主控子模块；

该方法还包括：

使能所述子模块集合中的每一个子模块调取所述第二逻辑，基于所述第二逻辑在所述子模块集合中确定出一个主控子模块以及一或多个非主控子模块；

使能所述主控子模块在执行所述控制指令之前，向所述非主控子模块发送同步时钟信号；

使能所述非主控子模块基于所述同步时钟信号与所述主控子模块保存时钟同步。

可见，本发明实施方式基于内置在子模块中第二逻辑，可以便利地确定主控子模块和非主控子模块，而且还基于集线器的信息传输功能在子模块集合中实现了时钟同步。

在一个实施方式中，该方法还包括：

使能所述N个子模块中的每一个子模块分别测量自身中电容的电压值，将各自的电压值发送到所述集线器；

使能所述集线器将所述N个子模块的各自的电压值发送到所述N个子模块中的每一个子模块；

使能所述N个子模块中的每一个子模块分别基于所述N个子模块的各自的电压值控制自身中电容的工作状态。

因此，子模块可以基于集线器的信息传输功能相互传输各自的电压值。

一种MMC的控制装置，包括处理器和存储器；

所述存储器中存储有可被所述处理器执行的应用程序，用于使得所述处理器执行如上任一项所述的MMC的控制方法。

一种计算机可读存储介质，其特征在于，其中存储有计算机可读指令，该计算机可读指令用于执行如上任一项所述的MMC的控制方法。

附图说明

图1为现有技术中MMC的控制系统结构图。

图2为根据本发明实施方式的MMC的控制系统结构图。

图3为根据本发明实施方式子模块集合保持时钟同步的示意图。

图4为根据本发明实施方式的MMC的子模块的结构图。

图5为根据本发明实施方式的MMC的控制方法的流程图。

图6为根据本发明实施方式的MMC的控制装置的结构图。

其中，附图标记如下：

标号	含义
		60	MMC
11、12…1N	子模块
		20	中央控制单元
21	分配算法
		40	控制模块
70	MMC
		31,32...3N	子模块
100	控制系统
		50	集线器
70	MMC
		80	控制模块
55	子模块集合
		31,32...3N	子模块
311,321...3N1	子模块中的处理模块
		301	通信模块
302	处理模块
		303	执行模块
304	电容报警模块
		305	存储模块
306	保护模块
		307	校验模块
501～502	步骤
		601	处理器
602	存储器

具体实施方式

为了使本发明的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以阐述性说明本发明，并不用于限定本发明的保护范围。

为了描述上的简洁和直观，下文通过描述若干代表性的实施方式来对本发明的方案进行阐述。实施方式中大量的细节仅用于帮助理解本发明的方案。但是很明显，本发明的技术方案实现时可以不局限于这些细节。为了避免不必要地模糊了本发明的方案，一些实施方式没有进行细致地描述，而是仅给出了框架。

下文中，“包括”是指“包括但不限于”，“根据……”是指“至少根据……，但不限于仅根据……”。由于汉语的语言习惯，下文中没有特别指出一个成分的数量时，意味着该成分可以是一个也可以是多个，或可理解为至少一个。

图1为现有技术中MMC的控制系统结构图。

在图1中，MMC60包含多个子模块，分别为子模块11、子模块12…子模块1N，其中N为大于或等于2的正整数。MMC60的所有子模块11、12…1N均由统一的中央控制单元20集中控制。

控制模块40发出用于控制MMC60的控制指令。中央控制单元20与控制模块40连接，从控制模块40接收到控制指令后，通过内置在中央控制单元20中的分配算法21确定出用于执行该控制指令的具体子模块，再命令这些具体子模块共同执行该控制指令。

申请人发现：当中央控制单元20发生故障时，图1中所有的子模块11、12…1N都将无法工作。而且，将所有子模块的控制功能集中到单个的中央控制单元20中，还可能降低MMC60的实时性能。

在本发明实施方式中，考虑到现有技术中针对子模块集中控制的弊端，提出一种分布式控制子模块的技术方案。尤其是，本发明实施方式中，不再设置统一的中央控制单元，而是将控制功能设置到每个子模块中。

图2为根据本发明实施方式的MMC的控制系统的结构图。

在图2中，MMC70包括多个子模块，分别为子模块31、子模块32…子模块3N，其中N为大于或等于2的正整数。

控制系统100包括：

控制模块80，其用于发出控制指令；

集线器50，与多个子模块31、32…3N分别连接，用于接收控制指令，将控制指令发送到多个子模块31、32…3N中的每一个子模块；

其中多个子模块31、32…3N中的每一个子模块，用于分别地确定出适配于执行控制指令的子模块集合，并当确定自身属于子模块集合时，执行控制指令。

在一个实施方式中，控制模块80可以实施为远程控制模块，通过蓝牙、红外、移动通信蜂窝数据网络、WiFi等无线方式，向集线器50发出用于控制MMC70的控制指令。

在另一个实施方式中，控制模块80可以与集线器50具有有线连接(优选为光纤)，并基于该有线连接向集线器50发出用于控制MMC70的控制指令。

优选的，集线器50与多个子模块31、32…3N分别具有有线连接(优选为光纤)，并基于有线连接将用于控制MMC70的控制指令发送到多个子模块31、32…3N中的每一个子模块。

多个子模块31、32…3N中的每一个子模块分别包含各自的处理模块311、321…3N1。

如图2所示，子模块31中包含处理模块311；子模块32中包含处理模块321；...子模块3N中包含处理模块3N1。处理模块311、321…3N1可以分别确定出适配于执行控制指令的子模块集合。

具体的，处理模块311、321…3N1分别包含相同的子模块分配算法，该子模块分配算法用于确定出适配于执行控制指令的子模块集合。因此，每个处理模块311、321…3N1确定出的子模块集合都是相同的。当多个子模块31、32…3N中的每一个子模块确定自身属于子模块集合时，分别执行控制指令。其中，子模块集合中的每个子模块在执行控制指令时，还分别基于统一的任务分配算法，确定出自身所承担的工作负载。

举例，假定控制模块80发出控制指令A，该控制指令A用于指示MMC70生成频率为50赫兹(HZ)、电压为10千伏(KV)的正弦波。集线器50收到该控制指令A后，通过广播形式将该控制指令A发送到全部的子模块31、32…3N。然后，每个子模块31、32…3N基于相同的子模块分配算法分别计算出适于执行该控制指令A的子模块集合。每个子模块31、32…3N所确定的子模块集合都是相同的。

假定该子模块集合包括子模块31、子模块32和子模块35。

除子模块31、子模块32和子模块35之外的子模块计算出子模块集合后，发现自身并不属于该子模块集合，并不参与执行该控制指令A。

子模块31、子模块32和子模块35计算出子模块集合后，发现自身属于该子模块集合，则共同执行该控制指令A，以生成频率为50HZ、电压为10KV的正弦波。其中，子模块31、子模块32和子模块35首先基于统一的任务分配算法(比如，任务分配算法同样包含在各自的处理模块中)，分别确定出各自所承担的工作负载，并基于各自的工作负载分别工作以共同形成频率为50HZ、电压为10KV的正弦波。

可见，本发明实施方式中，每个子模块都可以确定出适配于执行控制指令的子模块集合，而且当确定自身属于子模块集合时执行控制指令，从而实现了一种分布式控制子模块的技术方案。

采用本发明实施方式之后，无需采用统一的中央控制单元，通过将控制功能设置到每个子模块中即可以控制MMC，因此克服了中央控制单元故障所导致的安全问题。比如，当某个子模块故障时，其他子模块依然可以正常确定子模块集合，并正常执行控制指令。

在一个实施方式中，N个子模块31…3N中的每一个子模块，还分别用于测量自身中电容的电压值，将各自的电压值发送到集线器50；集线器50，还将N个子模块31…3N的各自的电压值发送(比如，按照预定时间发送或周期性发送)到N个子模块31…3N中的每一个子模块。N个子模块31…3N中的每一个子模块还分别基于N个子模块31…3N的各自的电压值控制自身中电容的工作状态。

比如，当子模块M从集线器50收到所有子模块的各自的电压值之后，计算出所有子模块的平均电压，再当判定子模块M的电压小于该平均电压时，控制子模块M的电容进入充电状态。

再比如，当子模块K从集线器50收到所有子模块的各自的电压值之后，计算出所有子模块的平均电压，再当判定子模块K的电压大于该平均电压时，控制从集线器50的电容进入放电状态。

以上示范性描述了控制电容的工作状态的示范性实例，本领域技术人员可以意识到，这种描述仅是示范性的，并不用于限定本发明实施方式的保护范围。

优选的，本发明实施方式还实现了一种保持子模块集合中的各个子模块时钟同步的技术方案。当子模块集合中的各个子模块时钟同步后，可以有序地共同执行控制指令。

在一个实施方式中，子模块集合包含：

一个主控子模块；

一或多个非主控子模块；

其中主控子模块，用于其用于在确定出子模块集合之后且执行控制指令之前，经由集线器50向一或多个非主控子模块发送同步时钟信号；一或多个非主控子模块，其用于基于同步时钟信号与主控子模块保存时钟同步。

图3为根据本发明实施方式子模块集合保持时钟同步的示意图。

如图3所示，MMC70包括多个子模块，分别为子模块31、子模块32、子模块33…子模块3N，其中N为大于或等于4的正整数。

子模块31中包含处理模块311；子模块32中包含处理模块321；子模块33中包含处理模块331；...子模块3N中包含处理模块3N1。

处理模块311、321…3N1分别包含相同的子模块分配算法。因此，处理模块311、321、…3N1分别从集线器50接收到控制指令后，确定出的子模块集合都是相同的。

而且，处理模块311、321…3N1分别包含相同的主控子模块确定算法。举例，该主控子模块确定算法可以实施为：将子模块标号最小的子模块确定为主控子模块，或将当前负载最小的子模块确定为主控子模块，等等。

假定处理模块311、321、…3N1基于主控子模块确定算法确定出的子模块集合55包含子模块31、子模块32和子模块33。而且，处理模块311、321、…3N1基于主控子模块确定算法确定出的主控子模块为子模块32。则，在该子模块集合55中，主控子模块为子模块32，非主控子模块为子模块31和子模块33。

子模块31作为主控子模块，在确定出子模块集合之后且执行控制指令之前，如虚线箭头所示，经由集线器50向子模块31和子模块33发送同步时钟信号。子模块31和子模块33基于子模块31发送来的同步时钟信号与子模块31保存时钟同步。当子模块集合中的所有子模块保持时钟同步之后，则可以执行控制指令。

基于上述描述，本发明实施方式还提出了一种MMC的子模块。本发明实施方式的子模块，具有确定子模块集合的功能，从而可以省略统一的中央控制单元。

图4为根据本发明实施方式的MMC的子模块的结构图。

如图4所示，该子模块包括：

通信模块301，与集线器连接，用于接收控制指令；

处理模块302，用于确定出适配于执行控制指令的子模块集合，并当确定子模块属于子模块集合时，将控制指令发送到执行模块303；

执行模块303，用于执行控制指令。

在一个实施方式中，还包括：

存储模块305，用于存储第一逻辑，第一逻辑适配于确定子模块集合；

其中处理模块302，用于从存储模块305中调取第一逻辑，基于第一逻辑确定适配于执行控制指令的子模块集合。

其中，存储模块305可以实施为只读存储器(ROM)或随机存取存储器(RAM)。第一逻辑具体可以实施为基于子模块分配算法生成的计算机可读指令。

在一个实施方式中，存储模块305，还用于存储第二逻辑，第二逻辑适配于确定一个主控子模块以及一或多个非主控子模块；其中处理模块302，还用于从存储模块305中调取第二逻辑，基于第二逻辑在子模块集合中确定出一个主控子模块以及一或多个非主控子模块。

其中，第二逻辑具体可以实施为基于主控子模块确定算法生成的计算机可读指令。

在一个实施方式中，还包括：

保护模块306，用于检测子模块300的工作状态，当工作状态为异常时，隔离子模块300且经由通信模块301向集线器发送故障报警消息。

比如，保护模块306可以实施为开关。当子模块300的工作状态异常时，开关吸合以将子模块300的其余部分断开。而且，通信模块301向集线器发送故障报警消息，集线器将故障报警消息发送到人机交互界面，由人机交互界面展示故障报警消息，从而提醒用户子模块300发生故障。

可见，本发明实施方式的子模块还具有保护功能，能够在异常时隔离子模块，并发出故障报警。

在一个实施方式中，还包括：

电容报警模块304，用于计算子模块300的电容容量，当电容容量低于预定门限值时，经由通信模块301向集线器发送电容报警消息。集线器将电容报警消息发送到人机交互界面，由人机交互界面展示电容报警消息，从而提醒用户子模块300的电容容量不足。

在一个实施方式中，还包括：

校验模块307，用于当子模块300处于待机状态或维护状态时检测所述保护模块306，当检测到保护模块306异常时，向集线器发送保护模块报警消息。集线器将保护模块报警消息发送到人机交互界面，由人机交互界面展示保护模块报警消息，从而提醒用户保护模块306异常。

优选的，子模块包括下列中的至少一个：半桥型子模块；全桥型子模块；钳位型双子模块，等等。

因此，本发明实施方式的子模块可以控制自身在运行过程中的运行时间和顺序。一旦发生故障，它也可以很快保护。

可见，本发明实施方式的子模块变得更强大，这可以带来很多好处。首先，控制系统变得简单，并且可以减少通信信道的数量，光纤数量可以减少很多。成本将降低。此外，系统的故障率会降低。定期检查功能可以防止关键部件故障造成的不良影响。特别是对于电容器寿命的早期预警，系统变得更加可靠和安全。

基于上述描述，本发明还提出了一种模块化多电平换流器的控制方法。

图5为根据本发明实施方式的MMC的控制方法的流程图。模块化多电平换流器包括N个子模块，其中N为大于或等于2的正整数。

如图5所示，该方法包括：

步骤501：使能N个子模块中的每一个子模块从集线器接收控制指令。

步骤502：使能N个子模块中的每一个子模块分别地确定出适配于执行控制指令的子模块集合，并当确定自身属于子模块集合时，执行控制指令。

在一个实施方式中，该方法还预先包括：在N个子模块中的每一个子模块中存储第一逻辑，第一逻辑适配于确定子模块集合；其中步骤502中使能N个子模块中的每一个子模块确定出适配于执行控制指令的子模块集合包括：使能N个子模块中的每一个子模块解析控制指令以确定整体工作负载；使能N个子模块中的每一个子模块调取第一逻辑，基于第一逻辑确定工作能力满足整体工作负载的子模块集合。

在一个实施方式中，该方法还预先包括：在N个子模块中的每一个子模块中存储第二逻辑，第二逻辑适配于确定一个主控子模块以及一或多个非主控子模块；该方法还包括：使能子模块集合中的每一个子模块调取第二逻辑，基于第二逻辑在所述子模块集合中确定出一个主控子模块以及一或多个非主控子模块；使能主控子模块在执行所述控制指令之前，向非主控子模块发送同步时钟信号；使能非主控子模块基于同步时钟信号与主控子模块保存时钟同步。

在一个实施方式中，该方法还包括：使能N个子模块中的每一个子模块分别测量自身中电容的电压值，将各自的电压值发送到所述集线器；使能集线器将N个子模块的各自的电压值发送到N个子模块中的每一个子模块；使能N个子模块中的每一个子模块分别基于N个子模块的各自的电压值控制自身中电容的工作状态。

本发明实施方式还提出了一种模块化多电平换流器的控制装置。

图6为根据本发明实施方式的MMC的控制装置的结构图。

如图6所示，该控制装置包括处理器601和存储器602；存储器602中存储有可被处理器601执行的应用程序，用于使得处理器601执行如上任一项MMC的控制方法。

本发明实施方式还提出了一种计算机可读存储介质，其中存储有计算机可读指令，该计算机可读指令用于执行如上任一项所述的模块化多电平换流器的控制方法。

需要说明的是，上述各流程和各结构图中不是所有的步骤和模块都是必须的，可以根据实际的需要忽略某些步骤或模块。各步骤的执行顺序不是固定的，可以根据需要进行调整。各模块的划分仅仅是为了便于描述采用的功能上的划分，实际实现时，一个模块可以分由多个模块实现，多个模块的功能也可以由同一个模块实现，这些模块可以位于同一个设备中，也可以位于不同的设备中。

各实施方式中的硬件模块可以以机械方式或电子方式实现。例如，一个硬件模块可以包括专门设计的永久性电路或逻辑器件(如专用处理器，如FPGA或ASIC)用于完成特定的操作。硬件模块也可以包括由软件临时配置的可编程逻辑器件或电路(如包括通用处理器或其它可编程处理器)用于执行特定操作。至于具体采用机械方式，或是采用专用的永久性电路，或是采用临时配置的电路(如由软件进行配置)来实现硬件模块，可以根据成本和时间上的考虑来决定。

本发明还提供了一种机器可读的存储介质，存储用于使一机器执行如本文所述方法的指令。具体地，可以提供配有存储介质的系统或者装置，在该存储介质上存储着实现上述实施例中任一实施方式的功能的软件程序代码，且使该系统或者装置的计算机(或CPU或MPU)读出并执行存储在存储介质中的程序代码。此外，还可以通过基于程序代码的指令使计算机上操作的操作系统等来完成部分或者全部的实际操作。还可以将从存储介质读出的程序代码写到插入计算机内的扩展板中所设置的存储器中或者写到与计算机相连接的扩展单元中设置的存储器中，随后基于程序代码的指令使安装在扩展板或者扩展单元上的CPU等来执行部分和全部实际操作，从而实现上述实施方式中任一实施方式的功能。

用于提供程序代码的存储介质实施方式包括软盘、硬盘、磁光盘、光盘(如CD-ROM、CD-R、CD-RW、DVD-ROM、DVD-RAM、DVD-RW、DVD+RW)、磁带、非易失性存储卡和ROM。可选择地，可以由通信网络从服务器计算机上下载程序代码。

以上所述，仅为本发明的较佳实施方式而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (18)

1.一种模块化多电平换流器(70)的控制系统(100)，其特征在于，所述模块化多电平换流器(70)包括N个子模块(31…3N)，所述控制系统(100)包括：

控制模块(80)，其用于发出控制指令；

集线器(50)，与所述N个子模块(31…3N)分别连接，其用于接收所述控制指令，将所述控制指令发送到所述N个子模块(31…3N)；

其中所述N个子模块(31…3N)中的每一个子模块，用于分别地确定出适配于执行所述控制指令的子模块集合，并当确定自身属于所述子模块集合时，执行所述控制指令；其中N为大于或等于2的正整数。

2.根据权利要求1所述的模块化多电平换流器的控制系统(100)，其特征在于，所述子模块集合包含：

一个主控子模块；

一或多个非主控子模块；

其中所述主控子模块，其用于在确定出所述子模块集合之后且执行所述控制指令之前，经由所述集线器(50)向所述一或多个非主控子模块发送同步时钟信号；所述一或多个非主控子模块，其用于基于所述同步时钟信号与所述主控子模块保存时钟同步。

3.根据权利要求2所述的模块化多电平换流器(70)的控制系统(100)，其特征在于，

所述N个子模块(31…3N)中的每一个子模块分别包含一个各自的处理模块(311…3N1)；

其中所述处理模块(311…3N1)，用于确定出适配于执行所述控制指令的子模块集合，及从所述子模块集合中确定出主控子模块和非主控子模块。

4.根据权利要求1所述的模块化多电平换流器的控制系统(100)，其特征在于，

所述N个子模块(31…3N)中的每一个子模块，还分别用于测量自身中电容的电压值，将各自的电压值发送到所述集线器(50)；

所述集线器(50)，还用于将所述N个子模块(31…3N)的各自的电压值发送到所述N个子模块(31…3N)中的每一个子模块；

所述N个子模块(31…3N)中的每一个子模块，还分别用于基于所述N个子模块(31…3N)的各自的电压值控制自身中电容的工作状态。

5.一种模块化多电平换流器的子模块(300)，其特征在于，包括：

通信模块(301)，其能够与一个集线器连接，用于接收控制指令；

处理模块(302)，用于确定出适配于执行所述控制指令的子模块集合，并当确定所述子模块属于所述子模块集合时，将所述控制指令发送到执行模块(303)；

执行模块(303)，用于执行所述控制指令。

6.根据权利要求5所述的模块化多电平换流器的子模块(300)，其特征在于，还包括：

存储模块(305)，用于存储第一逻辑，所述第一逻辑适配于确定子模块集合；

其中所述处理模块(302)，用于从所述存储模块(305)中调取所述第一逻辑，基于所述第一逻辑确定适配于执行所述控制指令的子模块集合。

7.根据权利要求6所述的模块化多电平换流器的子模块(300)，其特征在于，

所述存储模块(305)，还用于存储第二逻辑，所述第二逻辑适配于确定一个主控子模块以及一或多个非主控子模块；

其中所述处理模块(302)，还用于从所述存储模块(305)中调取所述第二逻辑，基于所述第二逻辑在所述子模块集合中确定出一个主控子模块以及一或多个非主控子模块。

8.根据权利要求5所述的模块化多电平换流器的子模块(300)，其特征在于，还包括：

保护模块(306)，用于检测所述子模块(300)的工作状态，当所述工作状态为异常时，隔离所述子模块(300)且经由所述通信模块(301)向所述集线器发送故障报警消息。

9.根据权利要求5所述的模块化多电平换流器的子模块(300)，其特征在于，还包括：

电容报警模块(304)，用于计算所述子模块(300)的电容容量，当所述电容容量低于预定门限值时，经由所述通信模块(301)向所述集线器发送电容报警消息。

10.根据权利要求8所述的模块化多电平换流器的子模块(300)，其特征在于，还包括：

校验模块(307)，用于当所述子模块(300)处于待机状态或维护状态时检测所述保护模块(306)，当检测到所述保护模块(306)异常时，经由所述通信模块(301)向所述集线器发送保护模块报警消息。

11.根据权利要求5-10中任一项所述的模块化多电平换流器的子模块(300)，其特征在于，

所述子模块(300)包括下列中的至少一个：半桥型子模块；全桥型子模块；钳位型双子模块。

12.一种模块化多电平换流器，其特征在于，包括如权利要求5-11中任一项所述的子模块。

13.一种模块化多电平换流器的控制方法，其特征在于，所述模块化多电平换流器包括N个子模块，其中N为大于或等于2的正整数，该方法包括：

使能所述N个子模块中的每一个子模块从集线器接收控制指令(501)；

使能所述N个子模块中的每一个子模块分别地确定出适配于执行所述控制指令的子模块集合，并当确定自身属于所述子模块集合时，执行所述控制指令(502)。

14.根据权利要求13所述的模块化多电平换流器的控制方法，其特征在于，该方法还预先包括：在所述N个子模块中的每一个子模块中存储第一逻辑，所述第一逻辑适配于确定子模块集合；

其中所述使能N个子模块中的每一个子模块确定出适配于执行所述控制指令的子模块集合包括：

所述使能N个子模块中的每一个子模块解析所述控制指令以确定整体工作负载；

使能N个子模块中的每一个子模块调取所述第一逻辑，基于所述第一逻辑确定工作能力满足所述整体工作负载的子模块集合。

15.根据权利要求14所述的模块化多电平换流器的控制方法，其特征在于，该方法还预先包括：在所述N个子模块中的每一个子模块中存储第二逻辑，所述第二逻辑适配于确定一个主控子模块以及一或多个非主控子模块；

该方法还包括：

使能所述子模块集合中的每一个子模块调取所述第二逻辑，基于所述第二逻辑在所述子模块集合中确定出一个主控子模块以及一或多个非主控子模块；

使能所述主控子模块在执行所述控制指令之前，向所述非主控子模块发送同步时钟信号；

使能所述非主控子模块基于所述同步时钟信号与所述主控子模块保存时钟同步。

16.根据权利要求13所述的模块化多电平换流器的控制方法，其特征在于，该方法还包括：

使能所述N个子模块中的每一个子模块分别测量自身中电容的电压值，将各自的电压值发送到所述集线器；

使能所述集线器将所述N个子模块的各自的电压值发送到所述N个子模块中的每一个子模块；

使能所述N个子模块中的每一个子模块分别基于所述N个子模块的各自的电压值控制自身中电容的工作状态。

17.一种模块化多电平换流器的控制装置，其特征在于，包括处理器(601)和存储器(602)；

所述存储器(602)中存储有可被所述处理器(601)执行的应用程序，用于使得所述处理器(601)执行如权利要求13至16中任一项所述的模块化多电平换流器的控制方法。

18.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其中存储有计算机可读指令，该计算机可读指令用于执行如权利要求13至16中任一项所述的模块化多电平换流器的控制方法。

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