CN111293913A - 一种模块化多电平换流器的控制方法及系统 - Google Patents

一种模块化多电平换流器的控制方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种模块化多电平换流器的控制方法及系统，方法包括：对直流侧定电流控制，得到第一直流侧节点瞬时参考电压、第二直流侧节点瞬时参考电压；通过对每个桥臂节点磁链进行追踪，对交流侧进行定电压定频率控制，得到每个桥臂的瞬时参考节点电压；利用第一直流侧节点瞬时参考电压、第二直流侧节点瞬时参考电压及每个桥臂的瞬时参考节点电压，获取每个桥臂的参考电压；根据每个桥臂的参考电压，利用预设调制方法确定每个桥臂投入的子模块，生成模块化多电平换流器触发信号。本发明通过对直流侧定电流控制，将对直流侧电流的控制转换成对节点电压的控制，通过追踪节点磁链来实现节点电压的控制，提高了换流器的稳定性及故障暂态恢复特性。

Description

一种模块化多电平换流器的控制方法及系统
技术领域
本发明涉及电力电子技术与电力系统控制领域，具体涉及一种模块化多电平换流器的控制方法及系统。
背景技术
模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter，简称MMC)由其控制灵活、可扩展性强、谐波次数低、不需换相电压，而且能够同时独立调节有功功率和无功功率等诸多有点，使得它在无源网络供电的高压直流输电邻域中有着广阔的应用前景。当MMC向无源网络供电时，往往需要MMC提供稳定的交流电压，此时需要对MMC做定电压定频率控制；此外，在需要经MMC柔性直流输电送出功率的风电场中，由于风机往往为了实现最大功率追踪，需要MMC提供频率和电压稳定的交流电压，也需要对MMC做定电压定频率控制。现有的定电压定频率控制，虽然不需要锁相环，但是仍然需要将三相电压映射到dq旋转坐标系上进行控制，及通过外环控制器来施加控制以使得输出电压的幅值不变，输出电压在dq坐标系上的向量与d轴的夹角保持不变。现有的基于dq变换的定电压定频率控制的MMC电路，其稳定性以及故障暂态恢复特性方面均有不足。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有的基于定电压定频率控制的MMC电路，其稳定性以及故障暂态恢复特性方面均有不足的缺陷，从而提供一种模块化多电平换流器的控制方法及系统。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
第一方面，本发明实施例提供一种模块化多电平换流器的控制方法，包括如下步骤：获取模块化多电平换流器状态量瞬时参数、预设状态量参考参数；利用状态量瞬时参数、预设状态量参考参数，对模块化多电平换流器直流侧进行定电流控制，得到第一直流侧节点瞬时参考电压及第二直流侧节点瞬时参考电压；利用状态量瞬时参数、预设状态量参考参数，通过对每个桥臂节点磁链进行追踪，对交流侧进行定电压定频率控制，得到模块化多电平换流器的每个桥臂的瞬时参考节点电压；利用第一直流侧节点瞬时参考电压、第二直流侧节点瞬时参考电压及每个桥臂的瞬时参考节点电压，获取每个桥臂的参考电压；根据每个桥臂的参考电压，利用预设调制方法确定每个桥臂投入的子模块，生成模块化多电平换流器触发信号。
在一实施例中，状态量瞬时参数包括：桥臂平均电容电压、每个桥臂节点电压、每个桥臂电容电压、直流侧输出电流、直流侧输入电流、第一直流侧电压及第二直流侧电压，预设状态量参考参数包括：直流侧参考电流、每相交流侧参考电压及桥臂参考电容电压。
在一实施例中，利用状态量瞬时参数、预设状态量参考参数，对模块化多电平换流器直流侧进行定电流控制，得到第一直流侧节点瞬时参考电压及第二直流侧节点瞬时参考电压的步骤，包括：利用桥臂平均电容电压及桥臂参考电容电压，得到直流侧电流偏差量；利用直流侧偏差量对直流侧参考电流进行补偿，获取补偿后的直流侧参考电流；通过控制补偿后的直流侧参考电流与直流侧输出电流之间的差值最小，获取第一直流侧节点瞬时参考电压；通过控制补偿后的直流侧参考电流与直流侧输入电流之间的差值最小，获取第二直流侧节点瞬时参考电压。
在一实施例中，利用状态量瞬时参数、预设状态量参考参数，通过对每个桥臂节点磁链进行追踪，对交流侧进行定电压定频率控制，得到模块化多电平换流器的每个桥臂的瞬时参考节点电压的步骤，包括：利用桥臂平均电容电压及每个桥臂电容电压，得到每个桥臂节点电压偏差量；通过控制每相交流侧参考电压与每个桥臂节点电压的差值最小对每个桥臂节点磁链进行追踪，获取每个桥臂未补偿的参考节点电压；利用每个桥臂节点电压偏差量对其相对应的桥臂未补偿的参考节点电压进行补偿，得到每个桥臂的瞬时参考节点电压。
在一实施例中，利用桥臂平均电容电压及桥臂参考电容电压，得到直流侧电流偏差量的步骤，包括：获取桥臂平均电容电压与桥臂参考电容电压的差值，得到桥臂电容电压偏差量；通过控制桥臂电容电压偏差量最小，得到直流侧电流偏差量。
在一实施例中，利用桥臂平均电容电压及每个桥臂电容电压，得到每个桥臂节点电压补偿量的步骤，包括：获取桥臂平均电容电压与每个桥臂电容电压的差值，生成未滤波的每个桥臂节点电压偏差量；利用低通滤波器滤除未滤波的每个桥臂节点电压偏差量中的谐波电压，得到每个桥臂节点电压偏差量。
在一实施例中，预设调制方法包括：最近电平逼近调制方法。
第二方面，本发明实施例提供一种模块化多电平换流器的控制系统，包括：参数获取模块，用于获取模块化多电平换流器状态量瞬时参数、预设状态量参考参数；直流侧定电流控制模块，用于利用状态量瞬时参数、预设状态量参考参数，对模块化多电平换流器直流侧进行定电流控制，得到第一直流侧节点瞬时参考电压及第二直流侧节点瞬时参考电压；交流侧定电压定功率控制模块，利用状态量瞬时参数、预设状态量参考参数，通过对每个桥臂节点磁链进行追踪，对交流侧进行定电压定频率控制，得到模块化多电平换流器的每个桥臂的瞬时参考节点电压；桥臂参考电压获取模块，用于利用第一直流侧节点瞬时参考电压、第二直流侧节点瞬时参考电压及每个桥臂的瞬时参考节点电压，获取每个桥臂的参考电压；子模块投入确定模块，用于根据每个桥臂的参考电压，利用预设调制方法确定每个桥臂投入的子模块，生成模块化多电平换流器触发信号。
第三方面，本发明实施例提供一种控制器，包括：至少一个处理器，以及与至少一个处理器通信连接的存储器，其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的指令，指令被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器执行本发明实施例第一方面的模块化多电平换流器的控制方法。
第四方面，本发明实施例提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机指令，计算机指令用于使计算机执行本发明实施例第一方面的模块化多电平换流器的控制方法。
本发明技术方案，具有如下优点：
1.本发明提供的模块化多电平换流器的控制方法及系统，通过对直流侧定电流控制，将对直流侧电流的控制转换成对节点电压的控制，通过对交流侧定电压定频率控制，及追踪节点磁链来实现节点电压的控制，提高了MMC运行的稳定性及故障暂态恢复特性。
2.本发明提供的模块化多电平换流器的控制方法及系统，通过对三相交流电压独立控制，简化了控制过程，便于实现；利用桥臂平均电容电压，减小了累积误差对于直流侧电流及交流侧电压的影响；利用低通滤波器滤除谐波电压，提高了电压波形质量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的MMC电路具体结构的一个具体示例的示意图；
图2为本发明实施例提供的MMC电路具体结构的另一个具体示例的示意图；
图3为本发明实施例提供的MMC控制方法的一个具体示例的流程图；
图4为本发明实施例提供的直流侧定电流控制的一个具体示例的流程图；
图5为本发明实施例提供的直流侧电流偏差量获取的一个具体示例的流程图；
图6为本发明实施例提供的直流侧电流偏差量获取的控制框图；
图7为本发明实施例提供的直流侧定电流控制的控制框图；
图8为本发明实施例提供的交流侧定电压定频率控制的一个具体示例的流程图；
图9为本发明实施例提供的节点电压偏差量获取的一个具体示例的流程图；
图10为本发明实施例提供的各节点电压偏差量获取的控制框图；
图11为本发明实施例提供的各个桥臂交流侧定电压定频率控制的控制框图；
图12为本发明实施例提供的每个桥臂的参考电压的控制框图；
图13为本发明实施例提供的MMC控制方法的一个桥臂的整体控制框图；
图14为本发明实施例提供的MMC控制系统的一个具体示例的组成图；
图15为本发明实施例提供的控制器一个具体示例的组成图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
实施例1
本发明实施例提供一种模块化多电平换流器的控制方法，应用于电力系统的电力电子控制领域，如图1所示，交流侧接入三相电网的MMC包括六个桥臂，每个桥臂包含多个子模块，并且每个桥臂通过控制投入的子模块数量控制桥臂的输出电压，因此可以将图1所示的MMC电路结构简化为如图2所示的MMC电路结构。在图2中，将每个桥臂上的全部子模块视作受控电压源，并设置10个节点。
如图3所示，本发明实施例提供的模块化多电平换流器的控制方法包括：
步骤S1：获取模块化多电平换流器状态量瞬时参数、预设状态量参考参数。
本发明实施例中，状态量瞬时参数包括：桥臂平均电容电压、每个桥臂节点电压、每个桥臂电容电压、直流侧输出电流、直流侧输入电流、第一直流侧电压及第二直流侧电压，预设状态量参考参数包括：直流侧参考电流、每相交流侧参考电压及桥臂参考电容电压。
步骤S2：利用状态量瞬时参数、预设状态量参考参数，对模块化多电平换流器直流侧进行定电流控制，得到第一直流侧节点瞬时参考电压及第二直流侧节点瞬时参考电压。
本发明实施例通过控制直流侧输出电流及直流侧输入电流实时追踪直流侧参考电流，且考虑到桥臂子模块电压累计误差的影响，并对直流侧参考电流进行一定的补偿，最后实现对直流侧进行定电流控制。
根据图2中电感Lsmooth的器件特性，利用四个节点电压(如图2中的节点4、节点5、节点9、节点10的节点电压)、直流侧输出电流及直流侧输入电流，将直流侧参考电流转换成第一直流侧节点瞬时参考电压及第二直流侧节点瞬时参考电压，即节点4的节点瞬时参考电压、节点5的节点瞬时参考电压。
步骤S3：利用状态量瞬时参数、预设状态量参考参数，通过对每个桥臂节点磁链进行追踪，对交流侧进行定电压定频率控制，得到模块化多电平换流器的每个桥臂的瞬时参考节点电压。
由于如图2所示的MMC电路中每个桥臂的子模块与交流侧电压通过电感Larm连接，因此本发明实施例通过控制每个桥臂节点电压实时追踪每相交流侧参考电压，得到每个桥臂的瞬时参考节点电压。例如：控制节点1的节点电压实时追踪A相参考电压，从而得到节点1的瞬时参考节点电压。同时考虑到桥臂子模块电压累计误差的影响，并对每个桥臂的瞬时参考节点电压进行补偿。
对交流侧进行定电压定频率控制，以实现节点磁链的追踪控制，例如：控制图2中节点1及节点6的节点电压实时追踪A相电压，以实现控制节点1的瞬时磁链与节点6的瞬时磁链实时追踪参考磁链。
步骤S4：利用第一直流侧节点瞬时参考电压、第二直流侧节点瞬时参考电压及每个桥臂的瞬时参考节点电压，获取每个桥臂的参考电压。
如图2所示的MMC电路结构中，由步骤1～3得到第一直流侧节点瞬时参考电压、第二直流侧节点瞬时参考电压及每个桥臂的瞬时参考节点电压，可以得到受控电压源的电压，即每个桥臂的参考电压。例如：利用节点4的节点瞬时参考电压及节点1的瞬时参考节点电压，可以得到受控电压源Ua1_ref的参考电压。
步骤S5：根据每个桥臂的参考电压，利用预设调制方法确定每个桥臂投入的子模块，生成模块化多电平换流器触发信号。
本发明实施例的最终控制目标是通过实时改变每个桥臂的子模块接入的数量，从而实时改变每个桥臂的电压，以保证交流侧电压和频率以及直流侧电流的稳定，因此在得到每个桥臂的参考电压后，可以利用预设调制方法确定每个桥臂投入的子模块，生成模块化多电平换流器触发信号。本发明实施例中的预设调制方法可以包括最近电平逼近调制方法，但仅以此举例，不以此为限。
本发明提供的模块化多电平换流器的控制方法，通过对直流侧定电流控制，将对直流侧电流的控制转换成对节点电压的控制，通过对交流侧定电压定频率控制，及追踪节点磁链来实现节点电压的控制，提高了MMC运行的稳定性及故障暂态恢复特性。
在一具体实施例中，如图4所示，利用状态量瞬时参数、预设状态量参考参数，对模块化多电平换流器直流侧进行定电流控制，得到第一直流侧节点瞬时参考电压及第二直流侧节点瞬时参考电压的步骤，包括：
步骤S21：利用桥臂平均电容电压及桥臂参考电容电压，得到直流侧电流偏差量。
如图1所示，由于MMC的每个桥臂是由多个电容模块构成的，通过改变投入的子模块数来改变桥臂的输出电压，因此每个桥臂的输出电压与其参考电压之间至少存在半个子模块电压的误差，且随着时间的推移，有可能子模块电压偏离了预期电压，造成累积误差及系统失稳。因此，必须设计均压策略，以对累积误差有所限制，每个桥臂上的子模块的均压可以由排序算法保证。
如图5所示，利用桥臂平均电容电压及桥臂参考电容电压，得到直流侧电流偏差量的步骤，包括：
步骤S211：获取桥臂平均电容电压与桥臂参考电容电压的差值，得到桥臂电容电压偏差量。
由于对直流侧进行定电流控制，当对直流侧进行调节时，会影响六个桥臂的平均电压，因此本发明实施例通过控制桥臂平均电容电压实时追踪桥臂参考电容电压，以实时得到桥臂电容电压偏差量，从而实时对直流侧参考电流进行补偿。其中，桥臂平均电容电压是六个桥臂的平均电容电压。
步骤S212：通过控制桥臂电容电压偏差量最小，得到直流侧电流偏差量。
为防止桥臂平均电容电压Vaverage偏离桥臂参考电容电压Vset，当桥臂平均电容电压高于桥臂参考电容电压时，说明桥臂电容中充电过多，需要提高直流侧电流把多余的电能送出去。具体控制策略采用如图6所示控制框图中的策略。其中，ΔIdc_ref为直流侧电流偏差量，k4/(1+sT2)是一个时间常数为T2的一阶惯性环节，因此，T2应大于工频周期一定时间。k4是比例系数，由于设定桥臂参考电容电压Vset是一个直流电压，所以k4可以设定的小一点。
步骤S22：利用直流侧偏差量对直流侧参考电流进行补偿，获取补偿后的直流侧参考电流。
步骤S23：通过控制补偿后的直流侧参考电流与直流侧输出电流之间的差值最小，获取第一直流侧节点瞬时参考电压。
步骤S24：通过控制补偿后的直流侧参考电流与直流侧输入电流之间的差值最小，获取第二直流侧节点瞬时参考电压。
直流侧采用定电流控制，控制目标为控制补偿后的直流侧参考电流与直流侧输出电流之间的差值最小，及控制补偿后的直流侧参考电流与直流侧输入电流之间的差值最小，当MMC电路稳定时，应有直流侧输出电流、直流侧输入电流及直流侧参考电流三者大小相等，如式(1)所示。
Idc1＝Idc2＝Idc_ref (1)
式中，Idc1和Idc2分别是直流侧输出电流测量值、直流侧输入电流测量值，Idc_ref为直流侧参考电流。
为了实现式(1)的控制目标，采用瞬时电流直接控制方法，将电流控制转换为节点电压控制，其实现方式如图7所示。
图7中，Lsmooth是平波电抗器的电感值；Δt是控制系统的控制周期；k1是一个比例系数，且0<k1<1，为了防止控制器输出饱和，控制周期Δt越长，k1越小；Up和Un是的直流线路电压测量值；U4_ref和U9_ref是节点4和节点9的节点瞬时参考电压，即第一直流侧节点瞬时参考电压、第二直流侧节点瞬时参考电压。k1取值不宜过大，因为如果k1太大，会造成U4_ref和U9_ref过大，造成桥臂电压输出饱和。
在一具体实施例中，如图8所示，利用状态量瞬时参数、预设状态量参考参数，通过对每个桥臂节点磁链进行追踪，对交流侧进行定电压定频率控制，得到模块化多电平换流器的每个桥臂的瞬时参考节点电压的步骤，包括：
步骤S31：利用桥臂平均电容电压及每个桥臂电容电压，得到每个桥臂节点电压偏差量。
本发明实施例同样考虑累计误差对于桥臂节点电压的影响，对每个桥臂未补偿的参考节点电压进行补偿，其中，如图9所示，得到每个桥臂节点电压补偿量的步骤，包括：
步骤S311：获取桥臂平均电容电压与每个桥臂电容电压的差值，生成未滤波的每个桥臂节点电压偏差量。
步骤S312：利用低通滤波器滤除未滤波的每个桥臂节点电压偏差量中的谐波电压，得到每个桥臂节点电压偏差量。
本发明实施例通过控制桥臂平均电容电压实时追踪每个桥臂电容电压，以实时得到未滤波的每个桥臂节点电压偏差量，利用低通滤波器滤除节点电压偏差量中的谐波电压，得到每个桥臂节点电压偏差量。追踪过程具体为当每个桥臂电容电压高于桥臂平均电容电压时，就需要提高这个桥臂的输出电压，使这个桥臂向外多释放电能，让桥臂电容电压降下来，具体控制框图如图10所示。
图10中，Va1、Va2、Vb1、Vb2、Vc1、Vc2是六个桥臂电容电压测量量；Vaverage是六个桥臂电容电压的平均值。k3/(1+sT1)是一个时间常数为T1的一阶惯性环节，利用其低通滤波特性滤除谐波电压。为了过滤掉稳态工作时，桥臂电容正常充放电引起的谐波电压，T1应大于工频周期一定时间，比例系数k3则以使输出量不饱和为宜。
步骤S32：通过控制每相交流侧参考电压与每个桥臂节点电压的差值最小对每个桥臂节点磁链进行追踪，获取每个桥臂未补偿的参考节点电压。
本发明实施例通过对MMC交流侧进行定电压定频率控制，从而实现对每个桥臂节点磁链进行实时追踪。交流侧控制目标为上桥臂节点电压、下桥臂节点电压及相对应的交流侧参考电压三者相等，如式(2)所示。
Figure BDA0002413166200000131
式中，Um是交流侧参考电压幅值，f是交流侧参考电压频率，幅值与频率均为固定不变的。Ua_ref、Ub_ref、Uc_ref分别为A相、B相、C相交流侧参考电压，Ui为节点i的桥臂节点电压测量量，i＝1,2,3,6,7,8。
本发明实施例通过控制每相交流侧参考电压与每个桥臂节点电压的差值最小对每个桥臂节点磁链进行追踪，具体控制框图如图11所示。
图11中，利用积分器，k2为比例系数，Ui_ref_1为每个桥臂未补偿的参考节点电压。利用积分器实现对节点磁链的实时追踪及控制。以图11(a)为例说明，通过控制节点1的桥臂节点电压对A相交流侧参考电压实时追踪，实现节点1的磁链与参考磁链相等，如式(3)所示。
∫(U1-Ua_ref)dt＝Ψ1-Ψa_ref＝0 (4)
其中，U1为节点1的桥臂节点电压，Ua_ref为A相交流侧参考电压，Ψ1为节点1的磁链，Ψa_ref为节点1的参考磁链。
由式(3)可知，由于节点磁链和节点电压存在积分关系，如果节点磁链稳定，节点电压就一定稳定。并且由于积分量的控制更容易稳定，所以利用积分器实现对交流侧参考电压的实时追踪。此外，本发明实施例通过对参考电压的追踪实现对参考磁链的追踪，使得MMC电路运行更加稳定。
步骤S33：利用每个桥臂节点电压偏差量对其相对应的桥臂未补偿的参考节点电压进行补偿，得到每个桥臂的瞬时参考节点电压。
在一具体实施例中，利用第一直流侧节点瞬时参考电压、第二直流侧节点瞬时参考电压及每个桥臂的瞬时参考节点电压，获取每个桥臂的参考电压。
如图2所示，每个桥臂的瞬时参考节点电压由其两端的节点参考电压决定，例如A相上桥臂的瞬时参考节点电压由节点1的瞬时参考节点电压与节点4的节点瞬时节点电压决定，具体流程框图如图12所示。
综上所述，通过对交流侧定电压定频率控制，对直流侧定电流控制，可以确定每个桥臂的瞬时参考节点电压，并考虑到累计误差的影响，可以得到如图13的A相上桥臂的整体控制框图，由图13可以推出其他桥臂的整体控制框图。
本发明提供的模块化多电平换流器的控制方法，通过对直流侧定电流控制，将对直流侧电流的控制转换成对节点电压的控制，通过对交流侧定电压定频率控制，及追踪节点磁链来实现节点电压的控制，提高了MMC运行的稳定性及故障暂态恢复特性；通过对三相交流电压独立控制，简化了控制过程，便于实现；利用桥臂平均电容电压，减小了累积误差对于直流侧电流及交流侧电压的影响；利用低通滤波器滤除谐波电压，提高了电压波形质量。
实施例2
本发明施例提供一种模块化多电平换流器的控制系统，如图14所示，包括：
参数获取模块1，用于获取模块化多电平换流器状态量瞬时参数、预设状态量参考参数；此模块执行实施例1中的步骤S1所描述的方法，在此不再赘述。
直流侧定电流控制模块2，用于利用状态量瞬时参数、预设状态量参考参数，对模块化多电平换流器直流侧进行定电流控制，得到第一直流侧节点瞬时参考电压及第二直流侧节点瞬时参考电压；此模块执行实施例1中的步骤S2所描述的方法，在此不再赘述。
交流侧定电压定功率控制模块3，利用状态量瞬时参数、预设状态量参考参数，通过对每个桥臂节点磁链进行追踪，对交流侧进行定电压定频率控制，得到模块化多电平换流器的每个桥臂的瞬时参考节点电压；此模块执行实施例1中的步骤S3所描述的方法，在此不再赘述。
桥臂参考电压获取模块4，利用第一直流侧节点瞬时参考电压、第二直流侧节点瞬时参考电压及每个桥臂的瞬时参考节点电压，获取每个桥臂的参考电压；此模块执行实施例1中的步骤S4所描述的方法，在此不再赘述。
子模块投入确定模块5，用于根据每个桥臂的参考电压，利用预设调制方法确定每个桥臂投入的子模块，生成模块化多电平换流器触发信号；此模块执行实施例1中的步骤S5所描述的方法，在此不再赘述。
本发明实施例提供的模块化多电平换流器的控制系统，通过对直流侧定电流控制，将对直流侧电流的控制转换成对节点电压的控制，通过对交流侧定电压定频率控制，及追踪节点磁链来实现节点电压的控制，提高了MMC运行的稳定性及故障暂态恢复特性；通过对三相交流电压独立控制，简化了控制过程，便于实现；利用桥臂平均电容电压，减小了累积误差对于直流侧电流及交流侧电压的影响；利用低通滤波器滤除谐波电压，提高了电压波形质量。
实施例3
本发明实施例提供一种控制器，如图15所示，包括：至少一个处理器401，例如CPU(Central Processing Unit，中央处理器)，至少一个通信接口403，存储器404，至少一个通信总线402。其中，通信总线402用于实现这些组件之间的连接通信。其中，通信接口403可以包括显示屏(Display)、键盘(Keyboard)，可选通信接口403还可以包括标准的有线接口、无线接口。存储器404可以是高速RAM存储器(Ramdom Access Memory，易挥发性随机存取存储器)，也可以是非不稳定的存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。存储器404可选的还可以是至少一个位于远离前述处理器401的存储装置。其中处理器401可以执行实施例1的模块化多电平换流器的控制方法。存储器404中存储一组程序代码，且处理器401调用存储器404中存储的程序代码，以用于执行实施例1的模块化多电平换流器的控制方法。
其中，通信总线402可以是外设部件互连标准(peripheral componentinterconnect，简称PCI)总线或扩展工业标准结构(extended industry standardarchitecture，简称EISA)总线等。通信总线402可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图15中仅用一条线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
其中，存储器404可以包括易失性存储器(英文：volatile memory)，例如随机存取存储器(英文：random-access memory，缩写：RAM)；存储器也可以包括非易失性存储器(英文：non-volatile memory)，例如快闪存储器(英文：flash memory)，硬盘(英文：hard diskdrive，缩写：HDD)或固降硬盘(英文：solid-state drive，缩写：SSD)；存储器404还可以包括上述种类的存储器的组合。
其中，处理器401可以是中央处理器(英文：central processing unit，缩写：CPU)，网络处理器(英文：network processor，缩写：NP)或者CPU和NP的组合。
其中，处理器401还可以进一步包括硬件芯片。上述硬件芯片可以是专用集成电路(英文：application-specific integrated circuit，缩写：ASIC)，可编程逻辑器件(英文：programmable logic device，缩写：PLD)或其组合。上述PLD可以是复杂可编程逻辑器件(英文：complex programmable logic device，缩写：CPLD)，现场可编程逻辑门阵列(英文：field-programmable gate array，缩写：FPGA)，通用阵列逻辑(英文：generic arraylogic,缩写：GAL)或其任意组合。
可选地，存储器404还用于存储程序指令。处理器401可以调用程序指令，实现如本申请执行实施例1中的模块化多电平换流器的控制方法。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令可执行实施例1的模块化多电平换流器的控制方法。其中，存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)、随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)、快闪存储器(Flash Memory)、硬盘(Hard Disk Drive，缩写：HDD)或固降硬盘(Solid-State Drive，SSD)等；存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种模块化多电平换流器的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
获取模块化多电平换流器状态量瞬时参数、预设状态量参考参数；
利用状态量瞬时参数、预设状态量参考参数，对模块化多电平换流器直流侧进行定电流控制，得到第一直流侧节点瞬时参考电压及第二直流侧节点瞬时参考电压；
利用状态量瞬时参数、预设状态量参考参数，通过对每个桥臂节点磁链进行追踪，对交流侧进行定电压定频率控制，得到模块化多电平换流器的每个桥臂的瞬时参考节点电压；
利用第一直流侧节点瞬时参考电压、第二直流侧节点瞬时参考电压及每个桥臂的瞬时参考节点电压，获取每个桥臂的参考电压；
根据每个桥臂的参考电压，利用预设调制方法确定每个桥臂投入的子模块，生成模块化多电平换流器触发信号。
2.根据权利要求1所述的模块化多电平换流器的控制方法，其特征在于，所述状态量瞬时参数包括：桥臂平均电容电压、每个桥臂节点电压、每个桥臂电容电压、直流侧输出电流、直流侧输入电流、第一直流侧电压及第二直流侧电压，预设状态量参考参数包括：直流侧参考电流、每相交流侧参考电压及桥臂参考电容电压。
3.根据权利要求2所述的模块化多电平换流器的控制方法，其特征在于，所述利用状态量瞬时参数、预设状态量参考参数，对模块化多电平换流器直流侧进行定电流控制，得到第一直流侧节点瞬时参考电压及第二直流侧节点瞬时参考电压的步骤，包括：
利用桥臂平均电容电压及桥臂参考电容电压，得到直流侧电流偏差量；
利用直流侧偏差量对直流侧参考电流进行补偿，获取补偿后的直流侧参考电流；
通过控制补偿后的直流侧参考电流与直流侧输出电流之间的差值最小，获取第一直流侧节点瞬时参考电压；
通过控制补偿后的直流侧参考电流与直流侧输入电流之间的差值最小，获取第二直流侧节点瞬时参考电压。
4.根据权利要求2所述的模块化多电平换流器的控制方法，其特征在于，所述利用状态量瞬时参数、预设状态量参考参数，通过对每个桥臂节点磁链进行追踪，对交流侧进行定电压定频率控制，得到模块化多电平换流器的每个桥臂的瞬时参考节点电压的步骤，包括：
利用桥臂平均电容电压及每个桥臂电容电压，得到每个桥臂节点电压偏差量；
通过控制每相交流侧参考电压与每个桥臂节点电压的差值最小对每个桥臂节点磁链进行追踪，获取每个桥臂未补偿的参考节点电压；
利用每个桥臂节点电压偏差量对其相对应的桥臂未补偿的参考节点电压进行补偿，得到每个桥臂的瞬时参考节点电压。
5.根据权利要求3所述的模块化多电平换流器的控制方法，其特征在于，所述利用桥臂平均电容电压及桥臂参考电容电压，得到直流侧电流偏差量的步骤，包括：
获取桥臂平均电容电压与桥臂参考电容电压的差值，得到桥臂电容电压偏差量；
通过控制桥臂电容电压偏差量最小，得到直流侧电流偏差量。
6.根据权利要求4所述的模块化多电平换流器的控制方法，其特征在于，所述利用桥臂平均电容电压及每个桥臂电容电压，得到每个桥臂节点电压补偿量的步骤，包括：
获取桥臂平均电容电压与每个桥臂电容电压的差值，生成未滤波的每个桥臂节点电压偏差量；
利用低通滤波器滤除未滤波的每个桥臂节点电压偏差量中的谐波电压，得到每个桥臂节点电压偏差量。
7.根据权利要求1-6任一所述的模块化多电平换流器的控制方法，其特征在于，所述预设调制方法包括：最近电平逼近调制方法。
8.一种模块化多电平换流器的控制系统，其特征在于，包括：
参数获取模块，用于获取模块化多电平换流器状态量瞬时参数、预设状态量参考参数；
直流侧定电流控制模块，用于利用状态量瞬时参数、预设状态量参考参数，对模块化多电平换流器直流侧进行定电流控制，得到第一直流侧节点瞬时参考电压及第二直流侧节点瞬时参考电压；
交流侧定电压定功率控制模块，利用状态量瞬时参数、预设状态量参考参数，通过对每个桥臂节点磁链进行追踪，对交流侧进行定电压定频率控制，得到模块化多电平换流器的每个桥臂的瞬时参考节点电压；
桥臂参考电压获取模块，用于利用第一直流侧节点瞬时参考电压、第二直流侧节点瞬时参考电压及每个桥臂的瞬时参考节点电压，获取每个桥臂的参考电压；
子模块投入确定模块，用于根据每个桥臂的参考电压，利用预设调制方法确定每个桥臂投入的子模块，生成模块化多电平换流器触发信号。
9.一种控制器，其特征在于，包括：至少一个处理器，以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器，其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器执行权利要求1-7中任一所述的模块化多电平换流器的控制方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使所计算机执行权利要求1-7中任一所述的模块化多电平换流器的控制方法。
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