CN113765420A - 电路控制方法、装置、计算机设备及可读存储介质 - Google Patents

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胡付有
余敬冬
宁淼福
陈极升
杨武志
吕习超
卢雯兴
刘金
农绍培
罗绪崧
卢堃
蔡鑫
樊友平
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Abstract

本申请涉及一种电路控制方法、装置、计算机设备及可读存储介质，首先根据MMC桥壁电路的交流侧电流与桥臂电路的交流侧参考电流的跟踪关系，确定桥臂电路的第一子模块数量并驱动对应数量的子模块进入使用状态，然后根据桥壁电路的误差电压对第一子模块的数量进行调整；最后根据子模块的均压值、误差电压和调整后的子模块数量确定桥壁电路中上桥壁投入使用的子模块数量以及下桥臂投入使用的子模块数量。本申请提供的方法通过对目标函数的逐级优化控制实现多个控制目标的最优控制，控制过程不需要考虑权重因子，能够同时实现多个控制目标的最优控制，还可以达到减小桥壁电路不平衡电压抑制环流的目的。

Description

电路控制方法、装置、计算机设备及可读存储介质
技术领域
本申请涉及电力技术领域，特别是涉及一种电路控制方法、装置、计算机设备及可读存储介质。
背景技术
模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter，MMC)一般由多个结构相同的子模块级联构成。由于MMC的模块化冗余设计，波形质量高，电压等级提高和故障处理能力强等优点，其在柔性直流输电技术领域获得广泛应用，已成为柔性电流输电系统的首选换流器拓扑。且已从最初的低压、小容量示范工程向高电压、大容量方向快速发展，展现出很好的发展前景。
目前，MMC具有诸多技术上的优势，但由于其拓扑结构的特殊性，导致交流侧相电流控制、子模块电容均压控制以及各相桥臂之间存在环流抑制，各独立子模块电容电压的不平衡与相间环流抑制的存在会影响系统运行的稳定性和安全性，目前对该问题研究主要是通过模型预测控制方法来控制模型中的多个目标函数，以实现对多个控制目标的最优控制，但传统的控制设计需要考虑权重因子的选取，很难同时实现多个控制目标的最优控制。
发明内容
本申请实施例提供一种电路控制方法，能够针对MMC模型预测控制中的不同目标函数，通过对目标函数的逐级优化控制实现多个控制目标的最优控制，控制过程不需要考虑权重因子，能够同时实现多个控制目标的最优控制。
本申请第一方面，提供了一种电路控制方法，应用于MMC，所述MMC包括多个桥臂电路，所述多个桥臂电路与交流电网的多相电流一一对应，所述桥臂电路包括多个串联的子模块，包括：
确定所述桥臂电路的交流侧电流，根据所述交流侧电流与所述桥臂电路的交流侧参考电流的跟踪关系，确定所述桥臂电路的第一子模块数量，根据所述第一子模块数量驱动所述桥臂电路上的子模块进入使用状态；所述第一子模块数量为所述跟踪关系满足预设条件的情况下，所述桥臂电路上投入使用的子模块的数量；
确定所述桥臂电路的误差电压，根据所述误差电压以及所述第一子模块数量确定第二子模块数量；所述误差电压为所述桥臂电路的桥臂总电压与所述MMC直流侧电压之间的电压差；
确定子模块均压值，根据所述子模块均压值、所述误差电压以及所述第二子模块数量，确定所述第二子模块数量中的上桥臂子模块数量以及所述第二子模块数量中的下桥臂子模块数量，根据所述上桥臂子模块数量调整所述桥臂电路的上桥臂投入使用的子模块，根据所述下桥臂子模块数量调整所述桥臂电路的下桥臂投入使用的子模块；所述桥臂电路中的子模块的电容电压为所述子模块均压值时，所述子模块充放电切换时的电压波动最小。
本申请第二方面提供了一种电路控制装置，用于控制MMC，包括：
第一确定模块，用于确定所述桥臂电路的交流侧电流，根据所述交流侧电流与所述桥臂电路的交流侧参考电流的跟踪关系，确定所述桥臂电路的第一子模块数量，根据所述第一子模块数量驱动所述桥臂电路上的子模块进入使用状态；所述第一子模块数量为所述跟踪关系满足预设条件的情况下，所述桥臂电路上投入使用的子模块的数量；
第二确定模块，用于确定所述桥臂电路的误差电压，根据所述误差电压以及所述第一子模块数量确定第二子模块数量；所述误差电压为所述桥臂电路的桥臂总电压与所述MMC直流侧电压之间的电压差；
第三确定模块，用于确定子模块均压值，根据所述子模块均压值、所述误差电压以及所述第二子模块数量，确定所述第二子模块数量中的上桥臂子模块数量以及所述第二子模块数量中的下桥臂子模块数量，根据所述上桥臂子模块数量调整所述桥臂电路的上桥臂投入使用的子模块，根据所述下桥臂子模块数量调整所述桥臂电路的下桥臂投入使用的子模块；所述桥臂电路中的子模块的电容电压为所述子模块均压值时，所述子模块充放电切换时的电压波动最小。
本申请第三方面，提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述任一项的方法的步骤。
本申请第四方面，一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述任一项的方法的步骤。
本申请实施例提供的方法中，计算机设备首先根据MMC桥壁电路的交流侧电流与桥臂电路的交流侧参考电流的跟踪关系，确定桥臂电路的第一子模块数量并驱动对应数量的子模块进入使用状态，实现对MMC桥壁电路整体上的控制，然后根据桥壁电路的误差电压对第一子模块的数量进行调整；最后根据子模块的均压值、误差电压和调整后的子模块数量确定桥壁电路中上桥壁投入使用的子模块数量以及下桥臂投入使用的子模块数量，实现对桥壁电路中上下桥壁子模块接入或者切除的具体控制。本申请提供的方法通过对目标函数的逐级优化控制实现多个控制目标的最优控制，控制过程不需要考虑权重因子，能够同时实现多个控制目标的最优控制，还可以达到减小桥壁电路不平衡电压抑制环流的目的。
附图说明
图1为一个实施例中电路控制方法的应用环境图；
图2为一个实施例中MMC电路的结构示意图；
图3为一个实施例中电路控制方法的流程示意图；
图4为另一个实施例中电路控制方法的流程示意图；
图5为另一个实施例中电路控制方法的流程示意图；
图6为另一个实施例中电路控制方法的流程示意图；
图7为另一个实施例中电路控制方法的流程示意图；
图9为一个实施例中电路控制装置的结构框图；
图10为一个实施例中计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
本申请提供的电路控制方法，可以应用于如图1所示的应用环境中。其中，MMC102通过网络与计算机设备104进行通信。计算机设备104首先根据MMC102桥壁电路的交流侧电流与桥臂电路的交流侧参考电流的跟踪关系，确定桥臂电路的第一子模块数量并驱动对应数量的子模块进入使用状态，实现对MMC102桥壁电路整体上的控制，然后根据桥壁电路的误差电压对第一子模块的数量进行调整，从而达到减小桥壁电路不平衡电压抑制环流的目的；最后根据子模块的均压值、误差电压和调整后的子模块数量确定桥壁电路中上桥壁投入使用的子模块数量以及下桥臂投入使用的子模块数量，实现对桥壁电路中上下桥壁子模块接入或者切除的具体控制。其中，MMC102包括多个桥臂电路，多个桥臂电路与交流电网的多相电流一一对应，桥臂电路包括多个串联的子模块，计算机设备104可以但不限于是各种个人计算机、笔记本电脑、智能手机、平板电脑、便携式可穿戴设备、独立的服务器或者是多个服务器组成的服务器集群来实现。
如图2所示，图2为本申请实施例MMC的等效电路，等效电路的两侧分别与交流电网和直流线路连接，Usk和isk(k＝a，b，c)分别为交流侧电压和电流，L为桥臂串联电感，R用来等效桥臂的损耗，Udc和Idc分别为直流电压和直流电流，桥臂电压用6个受控电压源upk和unk(k＝a，b，c)来等效，相应的桥臂电流分别为ipk和ink，其中下标p表示上桥臂和下标n表示下桥臂。
在一个实施例中，如图3所示，提供了一种电路控制方法，以该方法执行于图1中的服务器为例进行说明，包括以下步骤：
步骤S302，确定桥臂电路的交流侧电流，根据交流侧电流与桥臂电路的交流侧参考电流的跟踪关系，确定桥臂电路的第一子模块数量，根据第一子模块数量驱动桥臂电路上的子模块进入使用状态；第一子模块数量为跟踪关系满足预设条件的情况下，桥臂电路上投入使用的子模块的数量。
其中，MMC电路的两端分别与交流电网和直流线路连接，服务器可以是通过获取交流电网输出端的电流确定桥壁电路的交流侧电流；也可以是通过获取桥壁电路与交流电网连接的一侧的输入电流确定桥壁电路交流侧电流，本申请对此不加以限定。桥壁电路的交流侧参考电流为一预设电流，交流侧电流与交流侧参考电流的跟踪关系可以是通过一函数关系式来表征，函数关系式中可以是包括交流侧电流参数、交流侧参考电流参数以及两者之间运算关系，该运算关系可以是加、减、乘、除、求导、微分、积分等中的一种或者多种运算关系，本申请对此不加以限定。可以是根据交流侧电流与桥臂电路的交流侧参考电流的跟踪关系确定得到桥壁电路的总电流，结合桥壁电路中各个子模块的参考电流确定桥壁电路中接入的第一子模块的数量；还可以是根据交流侧电流与桥臂电路的交流侧参考电流的跟踪关系确定得到桥壁电路的总电压，结合桥壁电路中各个子模块的参考电压确定桥壁电路中接入的第一子模块的数量；还可以是根据交流侧电流与桥臂电路的交流侧参考电流的跟踪关系确定得到桥壁电路的电动势，结合桥壁电路中各个子模块的参考电压和电流确定桥壁电路中接入的第一子模块的数量。确定第一子模块数量的方法还可以有其它的方法，本申请在此不进行一一列举。
步骤S304，确定桥臂电路的误差电压，根据误差电压以及第一子模块数量确定第二子模块数量；误差电压为桥臂电路的桥臂总电压与MMC直流侧电压之间的电压差。
其中，桥壁电路的误差电压是由于各相上、下桥臂的电压之和与直流电压不相等而引起的。由于桥臂子模块电压存在波动，误差电压存在正负之分，各相上、下桥臂电压之和不一致将产生内部环流。若环流在MMC三相桥臂中流动，会使桥臂电流产生较大的波动，从而发生畸变，还会增加额外的功率损耗，所以本申请通过误差电压进一步确定投入或者切除桥路电路中子模块的数量，从而以增加子模块损耗为代价达到降低误差电压水平的目的。误差电压桥臂电路的桥臂总电压与MMC直流侧电压之间的电压差，所以确定了桥壁电路的桥壁总电压和MMC直流侧电压后，就可以确定误差电压。然后根据误差电压对第一子模块数量进行调整得到第二子模块数量。
步骤S306，确定子模块均压值，根据子模块均压值、误差电压以及第二子模块数量，确定第二子模块数量中的上桥臂子模块数量以及第二子模块数量中的下桥臂子模块数量，根据上桥臂子模块数量调整桥臂电路的上桥臂投入使用的子模块，根据下桥臂子模块数量调整桥臂电路的下桥臂投入使用的子模块；桥臂电路中的子模块的电容电压为子模块均压值时，子模块充放电切换时的电压波动最小。
其中，子模块的均压值可以是根据各个子模块的额定电压与子模块的数量来确定，子模块的均压值还可以是根据函数关系来确定等，本申请对此不加以限定。为了克服子模块电压不均衡的问题，根据子模块均压值、误差电压以及第二子模块数量对已有上桥壁子模块投入数量和已有下桥壁子模块投入数量进行调整实现子模块的均压控制。
本申请实施例提供的方法中，计算机设备首先根据MMC桥壁电路的交流侧电流与桥臂电路的交流侧参考电流的跟踪关系，确定桥臂电路的第一子模块数量并驱动对应数量的子模块进入使用状态，实现对MMC桥壁电路整体上的控制，然后根据桥壁电路的误差电压对第一子模块的数量进行调整；最后根据子模块的均压值、误差电压和调整后的子模块数量确定桥壁电路中上桥壁投入使用的子模块数量以及下桥臂投入使用的子模块数量，实现对桥壁电路中上下桥壁子模块接入或者切除的具体控制。本申请提供的方法通过对目标函数的逐级优化控制实现多个控制目标的最优控制，控制过程不需要考虑权重因子，能够同时实现多个控制目标的最优控制，还可以达到减小桥壁电路不平衡电压抑制环流的目的。
在一个实施例中，如图4所示，本实施例是确定桥壁电路的第一子模块数量的一种可选的方法实施例，该方法实施例包括如下步骤：
步骤S402，对桥臂电路的外部电压特性方程进行差分运算，获得桥臂电路交流侧电流；外部电压特性方程用于表征桥臂电路的交流侧电压、桥臂电路的上桥臂电压以及桥臂电路上的下桥臂电压之间的关联关系。
其中，若桥壁电路为K相桥壁电路，上桥臂电流表达式为：
Figure BDA0003282959920000061
下桥臂电流表达式为：
Figure BDA0003282959920000062
idiffk为同时流过上、下桥臂的换流器内部电流，称为k相内部不平衡电流，且有
Figure BDA0003282959920000071
izk(k＝a，b，c)为桥臂内部环流。那么根据上述电流的关联关系，得到的MMC外部特征方程为：
Figure BDA0003282959920000072
设控制周期为t，对外部特性方程进行差分近似运算可以得到交流侧电流isk(t+1)的计算公式：
Figure BDA0003282959920000073
步骤S404，根据桥臂电路交流侧电流确定桥臂电路交流侧电流与交流侧参考电流的差值函数；差值函数用于表征交流侧电流与桥臂电路的交流侧参考电流的跟踪关系；
其中，为了使交流侧电流精确跟踪其参考电流，以交流侧电流isk(t+1)与交流侧参考电流i*sk(t+1)的误差绝对值，构造差值函数为：
Figure BDA0003282959920000074
对差值函数进行迭代运算得到isk(t+1)的最小值，从而确定isk(t+1)对应的感应电动势uk(t+1)。
可选的，迭代运算的次数可以通过下述过程确定：
对于一个N+1电平的MMC换流器，理论上，在不考虑波动的情况下，各子模块电容电压均为Udc/N，因此，第k相的内部电动势可改写为：
Figure BDA0003282959920000075
式中，Spki和Snki分别为k相上、下桥臂第i个子模块开关函数，取1、0分别代表该子模块处于投入、切除状态。
令
Figure BDA0003282959920000076
Sk为k相桥臂开关函数，根据MMC工作原理，上、下桥臂开关控制满足
Figure BDA0003282959920000077
则有：
Figure BDA0003282959920000081
由于上、下桥臂开关状态和为0～N之间的数，所以Sk开关状态为：－N/2，－(N－2)/2，…，0，…,(N－2)/2，N/2，共N+1种可能，即uk取值有N+1种可能，则可知isk(t+1)和差值函数的计算次数均为N+1次。
步骤S406，确定差值函数取最小值时的目标电流，确定目标电流对应的目标电动势，根据目标电动势以及子模块参考电容电压确定第一子模块数量。
其中，通过上述步骤计算得到感应电动势uk(t+1)，根据感应电动势uk(t+1)与子模块参考电容电压的比值确定得到第一子模块数量；子模块参考电容电压可以是通过Udc与N的比值确定(N是一个桥臂电路上同一时刻投入的子模块最大数量)。
在一个实施例中，如图5所示，本实施例是确定第二子模块数量的一种可选的方法实施例，该方法步骤如下：
步骤S502，对桥臂电路的总电压以及桥臂电路的直流侧电压进行差运算，获得误差电压。
步骤S504，根据误差电压确定子模块调整数量，根据子模块调整数量以及第一子模块数量，确定第二子模块数量。
其中，若MMC桥壁电路为K相桥壁电路，可以是根据基尔霍夫电压定律得到内部不平衡电流在其中一个桥壁电路上的电压降为：
Figure BDA0003282959920000082
结合外部特性方程：
Figure BDA0003282959920000083
和内部特性方程：
Figure BDA0003282959920000091
可以推导出此时上下桥臂电压的实际值为：
Figure BDA0003282959920000092
Figure BDA0003282959920000093
两式相加后，可以得到桥壁电路总电压、直流侧电压以及误差电压之间的关联关系uk_leg＝Udc-2Udiffk，那么当计算机设备采集到上下桥壁电压的实际值后，就可以根据上述关联关系，计算得到误差电压。然后根据误差电压与子模块参考电容电压的比值确定子模块的调整数量，并根据误差电压确定子模块调整数量的调整策略为：当uk_leg＞Udc时，则在第一子模块数量的基础上确定切除对应数量的子模块，若uk_leg＜Udc，则在第一子模块数量的基础上确定接入对应数量的子模块。
在一个实施例中，本实施例是确定子模块均压值的一种可选的方法实施例，该方法步骤如下：根据子模块均压函数确定子模块均压值；子模块均压函数用于表征子模块电容电压、桥臂电路的直流侧电压以及电压波动之间的关联关系。
其中，子模块电容电压由开关状态和桥臂电流决定，通过环流抑制得到上、下桥臂参考电压分别为：
Figure BDA0003282959920000094
Figure BDA0003282959920000095
ncir为子模块的调整数量；vc为子模块电容电压，upk(t+1)为t+1时刻上桥壁电路的实测电压值，unk(t+1)为t+1时刻下桥壁电路的实测电压值；则上、下桥壁投入的子模块数分别为：
Figure BDA0003282959920000096
Figure BDA0003282959920000101
SMpkon为上桥壁投入的子模块数，SMnkon为下桥壁投入的子模块数，M为根据上述步骤确定的第二子模块数。
子模块在投入使用时，子模块的充放电切换电压为：
Figure BDA0003282959920000102
子模块在切除时，子模块的充放电切换电压为：
Udci(t+1)＝Udci(t)
可见，子模块处于充电状态或放电状态桥壁电路的电压会波动。因此，定义子模块均压函数为：
Figure BDA0003282959920000103
在一个实施例中，如图6所示，本实施例是确定第二子模块数量中的上桥臂子模块数量以及第二子模块数量中的下桥臂子模块数量的一种可选的方法实施例，该方法步骤如下：
步骤S602，根据误差电压确定子模块调整数量，根据子模块调整数量、子模块均压值以及桥臂电路的上桥臂实际电压确定桥臂电路的上桥臂参考电压；
步骤S604，根据桥臂电路的上桥臂参考电压、第二子模块数量以及桥臂电路的直流侧电压确定上桥臂子模块数量；
步骤S606，根据子模块调整数量、子模块的实际电容电压以及桥臂电路的下桥臂实际电压确定桥臂电路的下桥臂参考电压；
步骤S608，根据桥臂电路的下桥臂参考电压、第二子模块数量以及桥臂电路的直流侧电压确定下桥臂子模块数量。
其中，根据上述建立的均压函数，为了求得桥壁电路中投入子模块数的最优解，需要对桥壁电路进行均压控制，具体控制过程为：根据上述计算得到的第二子模块数量，以及均压函数，得到均压值最优时的充放电切换电压的最小值，然后将该最小值确定为t+1时刻子模块的电容电压，将该电容电压替换为vc，根据上述计算公式：
Figure BDA0003282959920000111
得到上下桥参考电压，然后再将参考电压代入上下桥壁子模块数量的计算公式：
Figure BDA0003282959920000112
就可以得到需要投入上桥臂子模块数量和下桥臂子模块数量。
在一个实施例中，如图7所示，本实施例是根据上桥臂子模块数量调整所述桥臂电路的上桥臂投入使用的子模块的一种可选的方法实施例，该方法实施例的步骤如下：
步骤S702，若上桥臂子模块数量与上桥臂当前已投入子模块的数量之间的差值大于零，则从上桥臂处于切除状态的子模块中选择x个子模块投入使用；x个子模块为上桥臂处于切除状态的子模块中充放电切换电压波动最小的x个子模块；
步骤S704，若上桥臂子模块数量与上桥臂当前已投入子模块的数量之间的差值小于零，则从上桥臂处于使用状态的子模块中选择y个子模块投入使用；y个子模块为上桥臂处于使用状态的子模块中充放电切换电压波动最大的y个子模块。
在一个实施例中，如图8所示，本实施例是根据上桥臂子模块数量调整桥臂电路的上桥臂投入使用的子模块的一种可选的方法实施例，该方法实施例的步骤如下：
步骤S802，若下桥臂子模块数量与下桥臂当前已投入子模块的数量之间的差值大于零，则从下桥臂处于切除状态的子模块中选择x个子模块投入使用；x个子模块为下桥臂处于切除状态的子模块中充放电切换电压波动最小的x个子模块；
步骤S804，若下桥臂子模块数量与下桥臂当前已投入子模块的数量之间的差值小于零，则从下桥臂处于使用状态的子模块中选择y个子模块投入使用；y个子模块为下桥臂处于使用状态的子模块中充放电切换电压波动最大的y个子模块。
示例性的，由于在进行子模块接入和切除时，子模块的状态会影响均压函数的取值，所以当上桥臂子模块数量与上桥臂当前已投入子模块的数量之间的差值小于零，表示当前投入的子模块数量不能满足控制需求，那么需要在处于切除状态的子模块中选取与差值对应数量的子模块投入使用。同理，当上桥臂子模块数量与上桥臂当前已投入子模块的数量之间的差值小于零，表示当前投入的子模块数量超过了控制需求，那么需要在处于使用状态的子模块中选取与差值对应数量的子模块切除。
那么，当下桥臂子模块数量与下桥臂当前已投入子模块的数量之间的差值小于零，表示当前投入的子模块数量不能满足控制需求，那么需要在处于切除状态的子模块中选取与差值对应数量的子模块投入使用。同理，当下桥臂子模块数量与下桥臂当前已投入子模块的数量之间的差值小于零，表示当前投入的子模块数量超过了控制需求，那么需要在处于使用状态的子模块中选取与差值对应数量的子模块切除。
在每一个控制周期，子模块状态的改变会导致子模块切换频率的增加，子模块切换频率的增加会增加器件损耗、降低子模块使用寿命，所以需要降低子模块切换频率。令相邻两个控制周期间投入运行子模块数量变化为：
Figure BDA0003282959920000121
式中，SMpkonold和SMnkonold为t时刻上、下投入运行模块数；SMpkonnew和SMnkonnew为t+1时刻上、下桥臂更新的子模块数。
为降低子模块切换频率已投入运行状态的子模块数量在下一个周期内保持不变，当ΔSMpkon＞0时，从处于切除状态的子模块中，选取ΔSMpkon个模块投入运行，根据目标函数，应选取gVdc值最小的子模块数量，此时需计算目标函数的次数为N－ΔSMpkon；当ΔSMpkon＜0时，从已投入的子模块数量中选取ΔSMpkon个模块切除，但此时根据目标函数，将选取gVdc值最大的模块，需计算目标函数的次数为SMpkon，下桥臂控制过程与上桥臂相同，对此不再赘述。
表1为11电平下MMC传统MPC控制策略与本发明控制策略所考虑的开关状态组合数目对比。对于传统MPC控制算法，计算的状态数目共为184756，而本申请算法将状态数目降低到44，计算量降低了约99.97％，提高了算法的运行效率，且随着桥臂级联子模块数目增多，本发明降低计算量的优势更加明显。
表1
Figure BDA0003282959920000131
应该理解的是，虽然图3-8的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图3-8中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
在一个实施例中，如图9所示，提供了一种电路控制装置，包括：第一确定模块901、第二确定模块902和第三确定模块903，其中：
第一确定模块901，用于确定桥臂电路的交流侧电流，根据交流侧电流与桥臂电路的交流侧参考电流的跟踪关系，确定桥臂电路的第一子模块数量，根据第一子模块数量驱动桥臂电路上的子模块进入使用状态；第一子模块数量为跟踪关系满足预设条件的情况下，桥臂电路上投入使用的子模块的数量；
第二确定模块902，用于确定桥臂电路的误差电压，根据误差电压以及第一子模块数量确定第二子模块数量；误差电压为桥臂电路的桥臂总电压与MMC直流侧电压之间的电压差；
第三确定模块903，用于确定子模块均压值，根据子模块均压值、误差电压以及第二子模块数量，确定第二子模块数量中的上桥臂子模块数量以及第二子模块数量中的下桥臂子模块数量，根据上桥臂子模块数量调整桥臂电路的上桥臂投入使用的子模块，根据下桥臂子模块数量调整桥臂电路的下桥臂投入使用的子模块；桥臂电路中的子模块的电容电压为子模块均压值时，子模块充放电切换时的电压波动最小。
在一个实施例中，上述第一确定模块901，具体用于对桥臂电路的外部电压特性方程进行差分运算，获得桥臂电路交流侧电流；外部电压特性方程用于表征桥臂电路的交流侧电压、桥臂电路的上桥臂电压以及桥臂电路上的下桥臂电压之间的关联关系；根据桥臂电路交流侧电流确定桥臂电路交流侧电流与交流侧参考电流的差值函数；差值函数用于表征交流侧电流与桥臂电路的交流侧参考电流的跟踪关系；确定差值函数取最小值时的目标电流，确定目标电流对应的目标电动势，根据目标电动势以及子模块参考电容电压确定第一子模块数量。
在一个实施例中，上述第二确定模块902，具体用于对桥臂电路的总电压以及桥臂电路的直流侧电压进行差运算，获得误差电压；根据误差电压确定子模块调整数量，根据子模块调整数量以及第一子模块数量，确定第二子模块数量。
在一个实施例中，上述第三确定模块903，具体用于根据子模块均压函数确定子模块均压值；子模块均压函数用于表征子模块电容电压、桥臂电路的直流侧电压以及电压波动之间的关联关系。
在一个实施例中，上述第三确定模块903，具体还用于根据误差电压确定子模块调整数量，根据子模块调整数量、子模块均压值以及桥臂电路的上桥臂实际电压确定桥臂电路的上桥臂参考电压；根据桥臂电路的上桥臂参考电压、第二子模块数量以及桥臂电路的直流侧电压确定上桥臂子模块数量；根据子模块调整数量、子模块的实际电容电压以及桥臂电路的下桥臂实际电压确定桥臂电路的下桥臂参考电压；根据桥臂电路的下桥臂参考电压、第二子模块数量以及桥臂电路的直流侧电压确定下桥臂子模块数量。
在一个实施例中，上述装置还包括：第一选择模块，
第一选择模块，用于在上桥臂子模块数量与上桥臂当前已投入子模块的数量之间的差值大于零时，从上桥臂处于切除状态的子模块中选择x个子模块投入使用；x个子模块为上桥臂处于切除状态的子模块中充放电切换电压波动最小的x个子模块；在上桥臂子模块数量与上桥臂当前已投入子模块的数量之间的差值小于零时，从上桥臂处于使用状态的子模块中选择y个子模块切除；y个子模块为上桥臂处于使用状态的子模块中充放电切换电压波动最大的y个子模块。
在一个实施例中，上述装置还包括：第二选择模块，
第二选择模块，用于在下桥臂子模块数量与下桥臂当前已投入子模块的数量之间的差值大于零时，则从下桥臂处于切除状态的子模块中选择x个子模块投入使用；x个子模块为下桥臂处于切除状态的子模块中充放电切换电压波动最小的x个子模块；在下桥臂子模块数量与下桥臂当前已投入子模块的数量之间的差值小于零时，从下桥臂处于使用状态的子模块中选择y个子模块切除；y个子模块为下桥臂处于使用状态的子模块中充放电切换电压波动最大的y个子模块。
关于电路控制装置的具体限定可以参见上文中对于电路控制方法的限定，在此不再赘述。上述电路控制装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是终端，其内部结构图可以如图10所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、通信接口、显示屏和输入装置。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的通信接口用于与外部的终端进行有线或无线方式的通信，无线方式可通过WIFI、运营商网络、NFC(近场通信)或其他技术实现。该计算机程序被处理器执行时以实现一种电路控制方法。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。
本领域技术人员可以理解，图10中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现以下步骤：
确定桥臂电路的交流侧电流，根据交流侧电流与桥臂电路的交流侧参考电流的跟踪关系，确定桥臂电路的第一子模块数量，根据第一子模块数量驱动桥臂电路上的子模块进入使用状态；第一子模块数量为跟踪关系满足预设条件的情况下，桥臂电路上投入使用的子模块的数量；
确定桥臂电路的误差电压，根据误差电压以及第一子模块数量确定第二子模块数量；误差电压为桥臂电路的桥臂总电压与MMC直流侧电压之间的电压差；
确定子模块均压值，根据子模块均压值、误差电压以及第二子模块数量，确定第二子模块数量中的上桥臂子模块数量以及第二子模块数量中的下桥臂子模块数量，根据上桥臂子模块数量调整桥臂电路的上桥臂投入使用的子模块，根据下桥臂子模块数量调整桥臂电路的下桥臂投入使用的子模块；桥臂电路中的子模块的电容电压为子模块均压值时，子模块充放电切换时的电压波动最小。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：对桥臂电路的外部电压特性方程进行差分运算，获得桥臂电路交流侧电流；外部电压特性方程用于表征桥臂电路的交流侧电压、桥臂电路的上桥臂电压以及桥臂电路上的下桥臂电压之间的关联关系；根据桥臂电路交流侧电流确定桥臂电路交流侧电流与交流侧参考电流的差值函数；差值函数用于表征交流侧电流与桥臂电路的交流侧参考电流的跟踪关系；确定差值函数取最小值时的目标电流，确定目标电流对应的目标电动势，根据目标电动势以及子模块参考电容电压确定第一子模块数量。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：对桥臂电路的总电压以及桥臂电路的直流侧电压进行差运算，获得误差电压；根据误差电压确定子模块调整数量，根据子模块调整数量以及第一子模块数量，确定第二子模块数量。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：根据子模块均压函数确定子模块均压值；子模块均压函数用于表征子模块电容电压、桥臂电路的直流侧电压以及电压波动之间的关联关系。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：根据误差电压确定子模块调整数量，根据子模块调整数量、子模块均压值以及桥臂电路的上桥臂实际电压确定桥臂电路的上桥臂参考电压；根据桥臂电路的上桥臂参考电压、第二子模块数量以及桥臂电路的直流侧电压确定上桥臂子模块数量；根据子模块调整数量、子模块的实际电容电压以及桥臂电路的下桥臂实际电压确定桥臂电路的下桥臂参考电压；根据桥臂电路的下桥臂参考电压、第二子模块数量以及桥臂电路的直流侧电压确定下桥臂子模块数量。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：在上桥臂子模块数量与上桥臂当前已投入子模块的数量之间的差值大于零时，从上桥臂处于切除状态的子模块中选择x个子模块投入使用；x个子模块为上桥臂处于切除状态的子模块中充放电切换电压波动最小的x个子模块；在上桥臂子模块数量与上桥臂当前已投入子模块的数量之间的差值小于零时，从上桥臂处于使用状态的子模块中选择y个子模块切除；y个子模块为上桥臂处于使用状态的子模块中充放电切换电压波动最大的y个子模块。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：在下桥臂子模块数量与下桥臂当前已投入子模块的数量之间的差值大于零时，则从下桥臂处于切除状态的子模块中选择x个子模块投入使用；x个子模块为下桥臂处于切除状态的子模块中充放电切换电压波动最小的x个子模块；在下桥臂子模块数量与下桥臂当前已投入子模块的数量之间的差值小于零时，从下桥臂处于使用状态的子模块中选择y个子模块切除；y个子模块为下桥臂处于使用状态的子模块中充放电切换电压波动最大的y个子模块。
在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
确定桥臂电路的交流侧电流，根据交流侧电流与桥臂电路的交流侧参考电流的跟踪关系，确定桥臂电路的第一子模块数量，根据第一子模块数量驱动桥臂电路上的子模块进入使用状态；第一子模块数量为跟踪关系满足预设条件的情况下，桥臂电路上投入使用的子模块的数量；
确定桥臂电路的误差电压，根据误差电压以及第一子模块数量确定第二子模块数量；误差电压为桥臂电路的桥臂总电压与MMC直流侧电压之间的电压差；
确定子模块均压值，根据子模块均压值、误差电压以及第二子模块数量，确定第二子模块数量中的上桥臂子模块数量以及第二子模块数量中的下桥臂子模块数量，根据上桥臂子模块数量调整桥臂电路的上桥臂投入使用的子模块，根据下桥臂子模块数量调整桥臂电路的下桥臂投入使用的子模块；桥臂电路中的子模块的电容电压为子模块均压值时，子模块充放电切换时的电压波动最小。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：对桥臂电路的外部电压特性方程进行差分运算，获得桥臂电路交流侧电流；外部电压特性方程用于表征桥臂电路的交流侧电压、桥臂电路的上桥臂电压以及桥臂电路上的下桥臂电压之间的关联关系；根据桥臂电路交流侧电流确定桥臂电路交流侧电流与交流侧参考电流的差值函数；差值函数用于表征交流侧电流与桥臂电路的交流侧参考电流的跟踪关系；确定差值函数取最小值时的目标电流，确定目标电流对应的目标电动势，根据目标电动势以及子模块参考电容电压确定第一子模块数量。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：对桥臂电路的总电压以及桥臂电路的直流侧电压进行差运算，获得误差电压；根据误差电压确定子模块调整数量，根据子模块调整数量以及第一子模块数量，确定第二子模块数量。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：根据子模块均压函数确定子模块均压值；子模块均压函数用于表征子模块电容电压、桥臂电路的直流侧电压以及电压波动之间的关联关系。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：根据误差电压确定子模块调整数量，根据子模块调整数量、子模块均压值以及桥臂电路的上桥臂实际电压确定桥臂电路的上桥臂参考电压；根据桥臂电路的上桥臂参考电压、第二子模块数量以及桥臂电路的直流侧电压确定上桥臂子模块数量；根据子模块调整数量、子模块的实际电容电压以及桥臂电路的下桥臂实际电压确定桥臂电路的下桥臂参考电压；根据桥臂电路的下桥臂参考电压、第二子模块数量以及桥臂电路的直流侧电压确定下桥臂子模块数量。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：在上桥臂子模块数量与上桥臂当前已投入子模块的数量之间的差值大于零时，从上桥臂处于切除状态的子模块中选择x个子模块投入使用；x个子模块为上桥臂处于切除状态的子模块中充放电切换电压波动最小的x个子模块；在上桥臂子模块数量与上桥臂当前已投入子模块的数量之间的差值小于零时，从上桥臂处于使用状态的子模块中选择y个子模块切除；y个子模块为上桥臂处于使用状态的子模块中充放电切换电压波动最大的y个子模块。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：在下桥臂子模块数量与下桥臂当前已投入子模块的数量之间的差值大于零时，则从下桥臂处于切除状态的子模块中选择x个子模块投入使用；x个子模块为下桥臂处于切除状态的子模块中充放电切换电压波动最小的x个子模块；在下桥臂子模块数量与下桥臂当前已投入子模块的数量之间的差值小于零时，从下桥臂处于使用状态的子模块中选择y个子模块切除；y个子模块为下桥臂处于使用状态的子模块中充放电切换电压波动最大的y个子模块。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、磁带、软盘、闪存或光存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)或外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory，DRAM)等。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种电路控制方法，应用于MMC，所述MMC包括多个桥臂电路，所述多个桥臂电路与交流电网的多相电流一一对应，所述桥臂电路包括多个串联的子模块，其特征在于，包括：
确定所述桥臂电路的交流侧电流，根据所述交流侧电流与所述桥臂电路的交流侧参考电流的跟踪关系，确定所述桥臂电路的第一子模块数量，根据所述第一子模块数量驱动所述桥臂电路上的子模块进入使用状态；所述第一子模块数量为所述跟踪关系满足预设条件的情况下，所述桥臂电路上投入使用的子模块的数量；
确定所述桥臂电路的误差电压，根据所述误差电压以及所述第一子模块数量确定第二子模块数量；所述误差电压为所述桥臂电路的桥臂总电压与所述MMC直流侧电压之间的电压差；
确定子模块均压值，根据所述子模块均压值、所述误差电压以及所述第二子模块数量，确定所述第二子模块数量中的上桥臂子模块数量以及所述第二子模块数量中的下桥臂子模块数量，根据所述上桥臂子模块数量调整所述桥臂电路的上桥臂投入使用的子模块，根据所述下桥臂子模块数量调整所述桥臂电路的下桥臂投入使用的子模块；所述桥臂电路中的子模块的电容电压为所述子模块均压值时，所述子模块充放电切换时的电压波动最小。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述桥臂电路交流侧电流，根据所述交流侧电流与所述桥臂电路的交流侧参考电流的跟踪关系，确定所述桥臂电路的第一子模块数量，包括：
对所述桥臂电路的外部电压特性方程进行差分运算，获得所述桥臂电路交流侧电流；所述外部电压特性方程用于表征所述桥臂电路的交流侧电压、所述桥臂电路的上桥臂电压以及所述桥臂电路上的下桥臂电压之间的关联关系；
根据所述桥臂电路交流侧电流确定所述桥臂电路交流侧电流与所述交流侧参考电流的差值函数；所述差值函数用于表征所述交流侧电流与所述桥臂电路的交流侧参考电流的跟踪关系；
确定所述差值函数取最小值时的目标电流，确定所述目标电流对应的目标电动势，根据所述目标电动势以及子模块参考电容电压确定所述第一子模块数量。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述桥臂电路的误差电压，根据所述误差电压以及所述第一子模块数量确定第二子模块数量，包括：
对所述桥臂电路的总电压以及所述桥臂电路的直流侧电压进行差运算，获得所述误差电压；
根据所述误差电压确定子模块调整数量，根据所述子模块调整数量以及所述第一子模块数量，确定所述第二子模块数量。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定子模块均压值，包括：
根据子模块均压函数确定所述子模块均压值；所述子模块均压函数用于表征子模块电容电压、所述桥臂电路的直流侧电压以及所述电压波动之间的关联关系。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述子模块均压值、所述误差电压以及所述第二子模块数量，确定所述第二子模块数量中的上桥臂子模块数量以及所述第二子模块数量中的下桥臂子模块数量，包括：
根据所述误差电压确定子模块调整数量，根据所述子模块调整数量、所述子模块均压值以及所述桥臂电路的上桥臂实际电压确定所述桥臂电路的上桥臂参考电压；
根据所述桥臂电路的上桥臂参考电压、所述第二子模块数量以及所述桥臂电路的直流侧电压确定所述上桥臂子模块数量；
根据所述子模块调整数量、所述子模块的实际电容电压以及所述桥臂电路的下桥臂实际电压确定所述桥臂电路的下桥臂参考电压；
根据所述桥臂电路的下桥臂参考电压、所述第二子模块数量以及所述桥臂电路的直流侧电压确定所述下桥臂子模块数量。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述上桥臂子模块数量调整所述桥臂电路的上桥臂投入使用的子模块，包括：
若所述上桥臂子模块数量与上桥臂当前已投入子模块的数量之间的差值大于零，则从上桥臂处于切除状态的子模块中选择x个子模块投入使用；所述x个子模块为所述上桥臂处于切除状态的子模块中充放电切换电压波动最小的x个子模块；
若所述上桥臂子模块数量与上桥臂当前已投入子模块的数量之间的差值小于零，则从上桥臂处于使用状态的子模块中选择y个子模块切除；所述y个子模块为所述上桥臂处于使用状态的子模块中充放电切换电压波动最大的y个子模块。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述下桥臂子模块数量调整所述桥臂电路的下桥臂投入使用的子模块，包括：
若所述下桥臂子模块数量与下桥臂当前已投入子模块的数量之间的差值大于零，则从下桥臂处于切除状态的子模块中选择x个子模块投入使用；所述x个子模块为所述下桥臂处于切除状态的子模块中充放电切换电压波动最小的x个子模块；
若所述下桥臂子模块数量与下桥臂当前已投入子模块的数量之间的差值小于零，则从下桥臂处于使用状态的子模块中选择y个子模块切除；所述y个子模块为所述下桥臂处于使用状态的子模块中充放电切换电压波动最大的y个子模块。
8.一种电路控制装置，用于控制MMC，其特征在于，包括：
第一确定模块，用于确定所述桥臂电路的交流侧电流，根据所述交流侧电流与所述桥臂电路的交流侧参考电流的跟踪关系，确定所述桥臂电路的第一子模块数量，根据所述第一子模块数量驱动所述桥臂电路上的子模块进入使用状态；所述第一子模块数量为所述跟踪关系满足预设条件的情况下，所述桥臂电路上投入使用的子模块的数量；
第二确定模块，用于确定所述桥臂电路的误差电压，根据所述误差电压以及所述第一子模块数量确定第二子模块数量；所述误差电压为所述桥臂电路的桥臂总电压与所述MMC直流侧电压之间的电压差；
第三确定模块，用于确定子模块均压值，根据所述子模块均压值、所述误差电压以及所述第二子模块数量，确定所述第二子模块数量中的上桥臂子模块数量以及所述第二子模块数量中的下桥臂子模块数量，根据所述上桥臂子模块数量调整所述桥臂电路的上桥臂投入使用的子模块，根据所述下桥臂子模块数量调整所述桥臂电路的下桥臂投入使用的子模块；所述桥臂电路中的子模块的电容电压为所述子模块均压值时，所述子模块充放电切换时的电压波动最小。
9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。
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