CN112701949B - 一种双馈式发电系统、三电平变流器及其控制方法 - Google Patents

一种双馈式发电系统、三电平变流器及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种双馈式发电系统、三电平变流器及其控制方法，根据实时检测到的三电平变流器中转子侧的转差频率，在确定转差频率满足条件，即该三电平变流器处于低转差工况后，控制三电平变流器中转子侧模组的发波控制由常规发波控制模式切换为平均电流发波控制模式，以均摊发波矢量为零矢量时的电流，避免单管长时间承受较大电流，进而过热失效的问题。

Description

一种双馈式发电系统、三电平变流器及其控制方法
技术领域
本发明涉及电力电子技术领域，特别涉及一种双馈式发电系统、三电平变流器及其控制方法。
背景技术
随着风力发电产业的快速发展，风机功率等级要求逐渐提高，若想将交流电压维持在690V，势必会导致风机电缆的增多，进而导致整机成本升高。因此，多家整机供应商将并网电压提升到1000V电压等级，由于受到模块电压应力的制约，风电变流器在这种电压等级下多采用三电平模组方案。
但是，三电平变流器虽然有效解决了1000V电压等级工况下的模块电压应力问题，却存在另一个问题，具体表现为：在双馈式风力发电系统或者双馈式抽水蓄能发电系统中，三电平变流器的转子侧逆变器作为给电机励磁的核心零部件，在同步转速点附近运行时，会出现直流励磁现象，即转子三相电流为直流。在这种工况下，会出现三电平变流器内某个开关管持续导通的现象，若系统长时间运行必然会导致该开关管炸管，严重影响了产品运行的可靠性。
现有技术为解决这一问题，增加了并联开关管模块的数量，以提高开关管降额系数，但是导致了三电平变流器的成本大幅增加。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种双馈式发电系统、三电平变流器及其控制方法，在不增加系统成本的前提下，能够避免三电平变流器内单管长时间承受较大电流而热失效问题。
为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：
本发明第一方面提供了一种三电平变流器的控制方法，所述三电平变流器内两个续流二极管的两端分别并联有一个第一开关管，所述控制方法包括：
实时检测所述三电平变流器中转子侧的转差频率；
判断所述转差频率是否满足预设同步转速条件；
若所述转差频率满足所述预设同步转速条件，则控制所述三电平变流器中转子侧模组的发波控制由常规发波控制模式切换为平均电流发波控制模式，以利用所述第一开关管均摊电流。
优选的，所述平均电流发波控制模式，包括：
在所述三电平变流器的发波矢量为零矢量时，控制未有电流流过的所述续流二极管所并联的所述第一开关管导通。
优选的，所述平均电流发波控制模式，还包括：
所述三电平变流器中转子侧模组的电流流向为流入母线侧时，控制所述转子侧模组的发波矢量按照各开关管占空比在第一正矢量、第二正矢量、第一零矢量、第二零矢量或者第一负矢量之间进行切换；
所述三电平变流器中转子侧模组的电流流向为流出母线侧时，控制所述转子侧模组的发波矢量按照各开关管占空比在第三正矢量、第三零矢量、第四零矢量、第二负矢量或者第三负矢量之间进行切换；
所述零矢量包括所述第一零矢量和所述第四零矢量。
优选的，所述第一正矢量、所述第三正矢量为：所述转子侧模组上半桥臂内各开关管均导通、下半桥臂内各开关管均关断的状态；
所述第二正矢量以及所述第三零矢量为：所述上半桥臂的内侧开关管导通、其他开关管均关断的状态；
所述第一零矢量和所述第四零矢量为：所述转子侧模组的两个内侧开关管均导通、外侧开关管均关断的状态；
所述第二零矢量以及所述第二负矢量为：所述下半桥臂的内侧开关管导通、其他开关管均关断的状态；
所述第一负矢量和所述第三负矢量为：所述下半桥臂内各开关管均导通、所述上半桥臂内各开关管均关断的状态。
优选的，判断所述转差频率是否满足预设同步转速条件，包括：
判断所述转差频率的绝对值是否小于第一预设频率；
若判断结果为是，则判定所述转差频率满足所述预设同步转速条件。
优选的，在判定所述转差频率满足所述预设同步转速条件之前，还包括：
判断所述转差频率的绝对值小于第一预设频率的持续时长是否达到第一预设时间；
若判断结果为是，则判定所述转差频率满足所述预设同步转速条件。
优选的，在所述控制所述转子侧模组的发波控制由常规发波控制模式切换为平均电流发波控制模式之后，还包括：
判断所述转差频率的绝对值是否大于第二预设频率；
若判断结果为是，则控制所述转子侧模组的发波控制由所述平均电流发波控制模式切换回所述常规发波控制模式。
优选的，在控制所述转子侧模组的发波控制由所述平均电流发波控制模式切换回所述常规发波控制模式之前，还包括：
判断所述转差频率的绝对值大于第二预设频率的持续时长是否达到第二预设时间；其中所述第二预设频率大于所述第一预设频率；
若判断结果为是，则控制所述转子侧模组的发波控制由所述平均电流发波控制模式切换回所述常规发波控制模式。
优选的，所述常规发波控制模式，包括：
控制所述转子侧模组的发波矢量按照各开关管占空比在第四正矢量、第五零矢量或者第四负矢量之间进行切换。
优选的，所述第四正矢量为：所述转子侧模组上半桥臂的各开关管均处于导通的状态；
所述第四负矢量为：所述转子侧模组下半桥臂的开关管均处于导通的状态；
所述第五零矢量为：所述转子侧模组的两个内管处于导通的状态。
本发明第二方面还提供了一种三电平变流器，包括：控制模块、检测模块、电机侧变流模块以及网侧变流模块；其中：
所述检测模块用于实时检测所述三电平变流器中转子侧的转差频率；
所述电机侧变流模块包括交流侧分别作为一相的三个转子侧模组；
所述控制模块与所述检测模块的输出端、所述电机侧变流模块内的各开关管的控制端以及所述网侧变流模块内的各开关管的控制端连接，用于执行如上述任一项所述的三电平变流器的控制方法。
优选的，三个所述转子侧模组均为1字形三电平拓扑。
优选的，所述控制模块为：所述三电平变流器内的控制器，或者，独立设置的控制器。
本发明第三方面还提供了一种双馈式发电系统，包括：如上述任一项所述的三电平变流器，以及，其电机侧变流模块的交流侧所连接的发电模块。
优选的，所述发电模块为：风力发电模块，或者，抽水蓄能发电模块。
基于上述本发明实施例提供的一种三电平变流器的控制方法，根据实时检测到的三电平变流器中转子侧的转差频率，在确定转差频率满足条件，即该三电平变流器处于低转差工况后，控制三电平变流器中转子侧模组的发波控制由常规发波控制模式切换为平均电流发波控制模式，以另一第一开关管均摊发波矢量为零矢量时相应开关管上的电流，避免单管长时间承受较大电流，进而过热失效的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为现有技术中一种三电平变流器的结构示意图；
图2为现有技术中一种三电平变流器内转子侧单个模组的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的一种三电平变流器的控制方法的流程图；
图4为本发明实施例提供的一种三电平变流器内转子侧单个模组的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的一种三电平变流器的发波控制为平均电流发波控制模式时电流流向为流入母线侧对应的开关管导通逻辑图；
图6为本发明实施例提供的一种三电平变流器的发波控制为平均电流发波控制模式时电流流向为流出母线侧对应的开关管导通逻辑图；
图7为本发明实施例提供的一种三电平变流器的发波控制为平均电流发波控制模式时电流流向为流入母线侧对应的电流路径图；
图8为本发明实施例提供的一种三电平变流器的发波控制为平均电流发波控制模式时电流流向为流出母线侧对应的电流路径图；
图9为本发明另一实施例提供的一种三电平变流器的控制方法的流程图；
图10为本发明实施例提供的一种三电平变流器的结构示意图；
图11a和图11b为本发明另一实施例提供的三电平变流器的控制方法的具体流程图。
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。
在本申请中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
现有技术中，三电平变流器大多采用1字型拓扑，其结构示意图如图1所示，当三电平变流器工作在同步转速附近时，其三相交流输出基本上表现为直流量，相电流的大小与前一个状态电流瞬时值相同，方向维持不变。该三电平的发波矢量按照各开关管的占空比在正矢量、零矢量以及负矢量三个状态之间切换，以一个单相模组为例，如图2所示，以上三个状态对应的开关管Q1-Q4的有效状态为：1100、0110以及0011，其中1代表高电平，开关管导通，0则表示开关管关断。实际应用中，零矢量的占空比较大，可以达到90％以上，此时，假设该同步转速点功率转速曲线对应的额定电流为I，则三相电流的最大值可能为1.414I，而三电平变流器的发波矢量为零矢量时，开关管Q3和二极管D6承担了大部分电流，若三电平变流器长时间工作，必然会导致开关管Q3过热失效。基于此，现有技术采用的解决方案是增加开关管模块的并联数或者选择更大额定电流的开关管，以提高开关管的降额系数，但是大幅增加了系统的成本。
因此，本发明实施例提供了一种三电平变流器的控制方法，在不增加系统成本的前提下，能够避免三电平变流器内单管长时间承受较大电流而热失效问题。
其中，本发明实施例提供的三电平变流器内两个续流二极管的两端分别并联有一个第一开关管(如图4中Q5和Q6所示)，该控制方法的流程图如图3所示，包括：
S101、实时检测三电平变流器中转子侧的转差频率。
在该三电平变流器及其转子侧所连接的风力发电模块构成的双馈式风力发电系统正常运行的工况下，或者，在该三电平变流器及其转子侧所连接的抽水蓄能发电模块构成的双馈式抽水蓄能发电系统正常运行的工况下，通过实时检测三电平变流器中转子侧的转差频率，也即电网频率减去转子转速所对应频率的差值，以确定该三电平变流器当前的运行状态，以便改变其发波控制模式。
S102、判断转差频率是否满足预设同步转速条件。
由于三电平变流器运行在同步转速附近时，相电流的大小基本维持前一个状态电流瞬时值，且方向维持不变，即转差频率较低，同时，其三相交流输出基本上表现为直流量，容易造成单管持续导通的情况。因此，根据实时检测的转差频率，可以判断三电平变流器是否满足预设同步转速条件。具体的判断过程为：判断检测到的转差频率的绝对值是否小于第一预设频率；若判断结果为是，则判定该转差频率满足预设同步转速条件，即三电平变流器处于低转差工况下，此时，转子电流在一定时间范围内可等效成直流，容易造成单个开关管持续导通，因此，执行步骤S103。
优选的，为了避免出现误判，同时避免在转差频率点频繁切换，在上述判定转差频率满足预设同步转速条件之前，还可以判断该转差频率的绝对值小于第一预设频率的持续时长是否达到第一预设时间，若判断结果为是，则判定转差频率满足预设同步转速条件。需要说明的是，在实际应用中，该第一预设时间和第一预设频率可以通过对各个开关管仿真的温升数据进行分析确定，不作具体限定，均在本发明实施例的保护范围之内。
S103、控制三电平变流器中转子侧模组的发波控制由常规发波控制模式切换为平均电流发波控制模式，以利用第一开关管均摊电流。
需要说明的是，三电平变流器的转子侧变流器一般由三个模组构成，本发明实施例以单个模组进行展示，其结构示意图如图4所示，其余两个模组的结构与此相同，每个模组均包括：上半桥臂、下半桥臂、两个续流二极管(如图4中D5和D6所示)以及与续流二极管并联连接的第一开关管(如图4中Q5和Q6所示)；其中：上半桥臂和所述下半桥臂均包括：两个串联连接的开关管(分别如图4中Q1和Q2、Q3和Q4所示)；且各开关管均设置有反并联二极管(如图4中D1-D4所示)；上半桥臂与下半桥臂的连接点分别作为三电平变流器的一相输入端，连接电机；两个续流二极管串联连接后的两端分别连接于上半桥臂的中点与下半桥臂的中点；三个模组连接后的两端并联有两个串联连接的电容(如图4中C1和C2所示)，作为三电平变流器的直流母线侧，连接网侧变流器；两个续流二极管的连接点分别连接至两个所述电容的连接点(如图4中所示的O点)。
正常工况下，三电平变流器采用常规发波控制模式，即为控制转子侧模组的发波矢量按照各开关管占空比在第四正矢量、第五零矢量或者第四负矢量之间进行切换，以电流流入母线时为例，第四正矢量为：转子侧模组上半桥臂的各开关管(即图4中的Q1和Q2)均导通、其他开关管均关断的状态；第四负矢量为：转子侧模组下半桥臂的开关管(如图4中Q3和Q4所示)均导通、其他开关管均关断的状态；第五零矢量为：转子侧模组的两个内管(如图4中Q2和Q3所示)导通、其他开关管均关断的状态；其不同的发波矢量对应的电流流向与图2相同。
但是，由于在同步转速附近时，零矢量的占空比能够达到90％以上，长时间运行必然会导致开关管Q3(或者电流流出母线时的开关管Q2)过热失效，因此，本发明实施例在判定三电平变流器处于低转差工况下时，控制三转子侧模组的发波控制切换为平均电流发波控制模式。
具体的，可根据电流流向不同，将在平均电流发波控制模式下的发波矢量分为两种情况：第一种，三电平变流器中转子侧模组的电流流向为流入母线侧时，控制转子侧模组的发波矢量按照各开关管占空比在第一正矢量、第二正矢量、第一零矢量、第二零矢量或者第一负矢量之间进行切换；第二种，三电平变流器中转子侧模组的电流流向为流出母线侧时，控制转子侧模组的发波矢量按照各开关管占空比在第三正矢量、第三零矢量、第四零矢量、第二负矢量或者第三负矢量之间进行切换。
具体的，以上各个矢量在单个换流周期(如图5和图6中t0-t7所示)内对应的各开关管的开关逻辑分别如图5和图6所示，其中，Vge_Q1至Vge_Q6分别表示开关管Q1-Q4以及两个第一开关管Q5和Q6在不同发波矢量下的有效状态，1代表开关管导通，0则表示开关管关断；可见，第一正矢量和第三正矢量为：转子侧模组上半桥臂内各开关管均导通、下半桥臂内各开关管均关断的状态(如图5和图6中①所示)；第二正矢量以及第三零矢量为：转子侧模组上半桥臂的内侧开关管导通、其他开关管均关断的状态(如图5和图6中②所示)；第一零矢量和第四零矢量为：转子侧模组的两个内侧开关管均导通、外侧开关管均关断的状态(如图5和图6中③所示)；第二零矢量以及第二负矢量为：转子侧模组下半桥臂的内侧开关管导通、其他开关管均关断的状态(如图5和图6中⑤所示)；第一负矢量和第三负矢量为：转子侧模组下半桥臂内各开关管均导通、上桥臂内各开关管均关断的状态(如图5和图6中⑥所示)。
由图5和图6所示，三电平变流器在第一零矢量至第四零矢量(即③和⑤)均由开关管Q3和二极管D6承担大部分电流，且开关管导通时间较长，但是，由于第二零矢量和第三零矢量(即⑤)均只有一个内管导通，则无法将电流进行分摊。因此，若该三电平变流器切换为平均电流发波控制模式，可以在发波矢量为第一零矢量和第四零矢量(即③)时，控制未有电流流过的续流二极管并联的第一开关管导通(如图5和图6中④所示)，即在如图5所示的电流流向为流入母线侧时，控制第一开关管Q5导通，而当如图6所示的电流流向为流出母线侧时，则控制第一开关管Q6导通，进而利用续流二极管并联的第一开关管均摊电流，避免开关管Q2或Q3承受较大的导通损耗。
进一步的，通过上述图5和图6所示的开关导通逻辑，可以获得不同开关管导通时对应的电流路径分别如图7和图8所示，其中，图7对应为电流流向为流入母线侧的电流路径图，而图8则对应为电流流向为流出母线侧的电流路径图，并且，图7和图8中的①-⑥与图5和图6相对应。以电流流向为流入母线侧为例进行说明，平均电流发波控制模式的具体工作原理为：如图5和图7所示，①和②为正常续流阶段；阶段③，开关管Q2和Q3导通，进入较长时间的零矢量，电流路径如图7中③所示，在此过程中，开关管Q3承受的导通损耗较大；因此，控制第一开关管Q5导通，将负载电流分为两路，即图7中电流路径③和电流路径④，随着第一开关管Q5的导通和二极管D2形成导通路径，极大降低了开关管Q3和二极管D6的导通损耗。同样的，当电流流向为流出母线侧时，控制第一开关管Q6导通，将电流分为两路，即图8中的电流路径③和电流路径④，因此降低了开关管Q2和二极管D5的导通损耗。
因此，本发明实施例提供的三电平变流器的控制方法，根据实时检测到的三电平变流器中转子侧的转差频率，在确定转差频率满足预设同步转速条件，即该三电平变流器处于低转差工况后，控制三电平变流器中转子侧模组的发波控制由常规发波控制模式切换为平均电流发波控制模式，优化了零矢量发波控制时各开关管的导通逻辑，即充分利用拓扑中用于续流功能的二极管并联的第一开关管Q5和Q6，均摊了常规发波控制模式中单管(即图7和图8所示的Q2和Q3)长时间承受的较大电流，解决了零矢量时单管导通损耗过大的问题，即在不增加系统成本的前提下，解决了开关管过热失效的问题。
本发明另一实施例还提供了一种三电平变流器的控制方法，其流程图如图9所示，在上述实施例的基础上，为了进一步降低开关管的损耗，在执行步骤S103之后，还包括：
S201、判断转差频率的绝对值是否大于第二预设频率。其中，该第二预设频率大于上述第一预设频率。
在三电平变流器的发波控制切换为平均电流发波控制模式后，继续实时监测转差频率，以防止三电平变流器未处于低转差工况时依然执行平均电流发波控制模式，造成损失。因此，若判定转差频率的绝对值大于第二预设频率，则执行步骤S202。
S202、控制转子侧模组的发波控制由平均电流发波控制模式切换回常规发波控制模式。
由于在平均电流发波控制模式下增加了两个第一开关管(如图5或图6中Q5和Q6所示)的开关控制，不可避免的会增大模组开关损耗，在判定转差频率的绝对值满足在第二预设时间内持续大于第二预设频率的条件后，说明该三电平变流器此时不处于低转差工况，则无需执行平均电流发波控制模式，切换回常规发波控制模式，即在低转差开关管的开关动作频率低的工况下，尽可能减少续流二极管并联的第一开关管的动作次数，保证了开关损耗仅有微弱增加，不会给系统带来发热影响。
优选的，在步骤S201判断结果为是之后，还可以进一步判断转差频率的绝对值大于第二预设频率的持续时长是否达到第二预设时间，若判断结果为是，再执行步骤S202。需要说明的是，第二预设时间和第二预设频率同样根据实际应用情况时对各个开关管仿真的温升数据进行分析后确定，不作具体限定，均在本发明实施例的保护范围之内。
本发明实施例提供的三电平变流器的控制方法，在常规发波控制模式和平均电流发波控制模式之间进行切换的过程中，设置了滞环切换逻辑，即判定转差频率的绝对值在第一预设时间内持续小于第一预设频率，或者，在第二预设时间内持续大于第二预设频率，才切换发波控制模式，避免三电平变流器在转差频率点频繁切换于平均电流发波控制模式和常规发波控制模式之间，给系统带来不可控因素。
值得说明的是，用于判断是否满足切换条件的第一预设时间和第二预设时间，在每次判断结束后，无论是否切换发波控制模式，时间寄存器均清零，以方便下次计时；并且若判断不满足切换条件，则保持原发波控制模式，具体可参见图11a和图11b所示的该三电平变流器的控制方法的优选执行过程。图11b中，fsl表示转差频率，a表示第一预设频率，T1表示第一预设时间，SVPWM表示常规发波控制模式，AC-SVPWM表示平均电流发波控制模式，b表示第二预设频率，T2表示第二预设时间。
其余的原理与上述实施例相同，此处不再一一赘述。
本发明另一实施例提供了一种三电平变流器，其结构示意图如图10所示，包括：控制模块110、检测模块120、电机侧变流模块130以及网侧变流模块140；其中：
检测模块120用于实时检测三电平变流器中转子侧的转差频率；控制模块110与检测模块120的输出端、电机侧变流模块130内的各开关管的控制端以及网侧变流模块140内的各开关管的控制端连接，用于执行如上述实施例提供的三电平变流器的控制方法。
值得说明的是，该电机侧变流模块130包括交流侧分别作为一相的三个转子侧模组，且三个转子侧模组均为1字型三电平拓扑，其连接关系相同，单个模组的结构示意图如图4-图6所示。并且，控制模块110可以是三电平变流器内的控制器，或者，独立设置的控制器，均在本发明实施例的保护范围之内。
优选的，本发明实施例提供的三电平变流器还可以设置有时间寄存器，以在对转差频率进行判断时进行计时，并且，三电平变流器每次切换完发波控制模式后，时间寄存器均清零，以方便下次计时。
其余的原理与上述实施例相同，此处不再一一赘述。
本发明实施例另一实施例还提供了一种双馈式发电系统，例如，目前在风电平价上网的发展趋势上有着巨大优势的双馈风力发电系统，或者，目前处于热门的可变频式抽水蓄能电站系统，具体结构不作展示。该双馈式发电系统包括：如上述实施例提供的三电平变流器，以及，其电机侧变流模块的交流侧所连接的发电模块。显然的，该发电模块可以为：风力发电模块，或者，抽水蓄能发电模块。无论应用于哪种系统，本发明实施例提供的控制方法均可以通过优化开关管导通的控制逻辑，解决同步转速附近开关管电流应力过大的问题。
其余的原理与上述实施例相同，此处不再一一赘述。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的系统及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
对所公开的实施例的上述说明，本说明书中各实施例中记载的特征可以相互替换或者组合，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (12)

1.一种三电平变流器的控制方法，其特征在于，所述三电平变流器内两个续流二极管的两端分别并联有一个第一开关管，所述控制方法包括：
实时检测所述三电平变流器中转子侧的转差频率；
判断所述转差频率是否满足预设同步转速条件；
若所述转差频率满足所述预设同步转速条件，则控制所述三电平变流器中转子侧模组的发波控制由常规发波控制模式切换为平均电流发波控制模式，以利用所述第一开关管均摊电流；
所述平均电流发波控制模式，包括：
所述转子侧模组的电流流向为流入母线侧时，控制所述转子侧模组的发波矢量按照各开关管占空比在第一正矢量、第二正矢量、第一零矢量、第二零矢量或者第一负矢量之间进行切换；
所述转子侧模组的电流流向为流出母线侧时，控制所述转子侧模组的发波矢量按照各开关管占空比在第三正矢量、第三零矢量、第四零矢量、第二负矢量或者第三负矢量之间进行切换；
并在所述三电平变流器的发波矢量为所述第一零矢量或所述第四零矢量时，控制未有电流流过的所述续流二极管所并联的所述第一开关管导通；
其中，所述第一正矢量、所述第三正矢量为：所述转子侧模组上半桥臂内各开关管均导通、下半桥臂内各开关管均关断的状态；
所述第二正矢量以及所述第三零矢量为：所述上半桥臂的内侧开关管导通、其他开关管均关断的状态；
所述第一零矢量和所述第四零矢量为：所述转子侧模组的两个内侧开关管均导通、外侧开关管均关断的状态；
所述第二零矢量以及所述第二负矢量为：所述下半桥臂的内侧开关管导通、其他开关管均关断的状态；
所述第一负矢量和所述第三负矢量为：所述下半桥臂内各开关管均导通、所述上半桥臂内各开关管均关断的状态。
2.根据权利要求1所述的三电平变流器的控制方法，其特征在于，判断所述转差频率是否满足预设同步转速条件，包括：
判断所述转差频率的绝对值是否小于第一预设频率；
若判断结果为是，则判定所述转差频率满足所述预设同步转速条件。
3.根据权利要求2所述的三电平变流器的控制方法，其特征在于，在判定所述转差频率满足所述预设同步转速条件之前，还包括：
判断所述转差频率的绝对值小于第一预设频率的持续时长是否达到第一预设时间；
若判断结果为是，则判定所述转差频率满足所述预设同步转速条件。
4.根据权利要求2所述的三电平变流器的控制方法，其特征在于，在所述控制所述转子侧模组的发波控制由常规发波控制模式切换为平均电流发波控制模式之后，还包括：
判断所述转差频率的绝对值是否大于第二预设频率；
若判断结果为是，则控制所述转子侧模组的发波控制由所述平均电流发波控制模式切换回所述常规发波控制模式。
5.根据权利要求4所述的三电平变流器的控制方法，其特征在于，在控制所述转子侧模组的发波控制由所述平均电流发波控制模式切换回所述常规发波控制模式之前，还包括：
判断所述转差频率的绝对值大于第二预设频率的持续时长是否达到第二预设时间；其中所述第二预设频率大于所述第一预设频率；
若判断结果为是，则控制所述转子侧模组的发波控制由所述平均电流发波控制模式切换回所述常规发波控制模式。
6.根据权利要求1所述的三电平变流器的控制方法，其特征在于，所述常规发波控制模式，包括：
控制所述转子侧模组的发波矢量按照各开关管占空比在第四正矢量、第五零矢量或者第四负矢量之间进行切换。
7.根据权利要求6所述的三电平变流器的控制方法，其特征在于，所述第四正矢量为：所述转子侧模组上半桥臂的各开关管均处于导通的状态；
所述第四负矢量为：所述转子侧模组下半桥臂的开关管均处于导通的状态；
所述第五零矢量为：所述转子侧模组的两个内管处于导通的状态。
8.一种三电平变流器，其特征在于，包括：控制模块、检测模块、电机侧变流模块以及网侧变流模块；其中：
所述检测模块用于实时检测所述三电平变流器中转子侧的转差频率；
所述电机侧变流模块包括交流侧分别作为一相的三个转子侧模组；
所述控制模块与所述检测模块的输出端、所述电机侧变流模块内的各开关管的控制端以及所述网侧变流模块内的各开关管的控制端连接，用于执行如权利要求1-7任一项所述的三电平变流器的控制方法。
9.根据权利要求8所述的三电平变流器，其特征在于，三个所述转子侧模组均为1字形三电平拓扑。
10.根据权利要求8所述的三电平变流器，其特征在于，所述控制模块为：所述三电平变流器内的控制器，或者，独立设置的控制器。
11.一种双馈式发电系统，其特征在于，包括：如权利要求8-10任一项所述的三电平变流器，以及，其电机侧变流模块的交流侧所连接的发电模块。
12.根据权利要求11所述双馈式发电系统，其特征在于，所述发电模块为：风力发电模块，或者，抽水蓄能发电模块。
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