CN113783444A - 三相系统及其分布式控制方法 - Google Patents

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Abstract

一种三相系统及其分布式控制方法。三相系统包括：三相电路，每相电路包含至少一个功率变换单元；至少三个相控制器，分别对应控制每相电路，每个所述相控制器包含通信接口且所述至少三个相控制器通过所述通信接口彼此通信连接；其中，每相电路的相控制器是通过所述通信接口接收另外两相电路的相控制器发送的信息，调节该相电路中所述至少一个功率变换单元的桥臂电压。本发明的三相系统及其分布式控制方法，通过三相之间的协调，解决了三相电流平衡和三相直流电压稳定的问题。通过本发明，可以使得三相可以独立分别控制，提高了控制的灵活性。

Description

三相系统及其分布式控制方法
技术领域
本发明涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种三相系统及其分布式控制方法。
背景技术
三相组合式变换器是指由三个单相系统组合而成的三相变换器。三相级联H桥(Cascade H-Bridge,CHB)是一种典型的三相组合式变换器，它是中高电压大功率逆变器广泛应用的结构。级联H桥拓扑可应用于SVG(静止无功补偿)，SST(固态变压器)，中高压储能逆变器等产品中。
三相级联H桥有两种接法，即Y接和Δ接。三相组合式变换器的核心控制问题是当三相直流侧负载不平衡时，如何保证三相直流电压(即DC-link电压)稳定，且三相电网电流平衡。
目前业内现有技术通常是采用集中式控制方式，即通过集中控制器反馈控制三相平均直流电压，并在此基础上加入电压平衡控制，使每相直流电压都趋于三相电压平均值。一般采用零序注入法使得三相直流电压平衡，对于Δ接系统采用零序电流注入法，对于Y接系统采用零序电压注入法。
但是，现有的集中式控制方式的可靠性低，一旦集中控制器故障，或某相电路故障，整个三相系统都停止工作，无法稳定运行。
发明内容
本发明的目的在于提供一种三相系统及其分布式控制方法，可以解决现有技术的一或多个缺陷。
为了实现上述目的，本发明提供一种三相系统，其特点在于，包括：三相电路，每相电路包含至少一个功率变换单元；至少三个相控制器，分别对应控制每相电路，每个所述相控制器包含通信接口且所述至少三个相控制器通过所述通信接口彼此通信连接；其中，每相电路的相控制器是通过所述通信接口接收另外两相电路的相控制器发送的信息，调节该相电路中所述至少一个功率变换单元的桥臂电压。
在本发明的一实施例中，每相电路的相控制器是接收另外两相电路的相控制器发送的有功功率信息，根据各个相电路的有功功率信息和该相电路的电流相位信息或者电压相位信息调节该相电路中所述至少一个功率变换单元的桥臂电压。
在本发明的一实施例中，所述三相系统为Δ接三相系统，且每个所述相控制器包括：直流电压环控制器，用于接收该相电路的直流电压参考和直流电压反馈，并输出该相电路的有功电流参考；三相电流平衡模块，用于接收一电网无功电流参考以及由另外两相电路的相控制器发送的另外两相电路的有功电流参考，并输出该相电路的无功电流参考；交流电流指令生成模块，用于根据该相电路的有功电流参考、该相电路的无功电流参考、以及该相电路的电压相位信息，生成该相电路的交流电流参考；电流环控制器，用于接收该相电路的交流电流参考及该相电路的电流反馈并输出该相电路的调制电压参考；其中，三相电路的调制电压参考经调制后分别输出每相电路的桥臂电压参考，根据所述桥臂电压参考调节每相电路的所述桥臂电压。
在本发明的一实施例中，所述三相系统为Δ接三相系统，且每个所述相控制器包括：直流电压环控制器，用于接收该相电路的直流电压参考和直流电压反馈，并输出该相电路的有功电流参考；三相电流平衡模块，用于接收该相电路的有功电流参考以及由另外两相电路的相控制器发送的另外两相电路的有功电流参考，并输出该相电路的平衡电流参考；交流电流指令生成模块，用于根据一电网无功电流参考、该相电路的平衡电流参考、以及该相电路的电压相位信息，生成该相电路的交流电流指令；直流电压平衡模块，用于根据该相电路的交流电流指令以及一零序电流，生成该相电路的交流电流参考；电流环控制器，用于接收该相电路的交流电流参考及该相电路的电流反馈并输出该相电路的调制电压参考；其中，三相电路的调制电压参考经调制后分别输出每相电路的桥臂电压参考，根据所述桥臂电压参考调节每相电路的所述桥臂电压。
在本发明的一实施例中，每个所述相控制器是根据反映本相电路的电压信息分别生成反映本相电路有功功率的有功功率信息，并接收另外两个相电路的有功功率信息，根据反映各个相电路的有功功率信息及各个相电路的电压相位信息来产生所述零序电流。
在本发明的一实施例中，所述三相系统为Y接三相系统，且每个所述相控制器包括：直流电压环控制器，用于接收该相电路的直流电压参考和直流电压反馈，并输出该相电路的有功电流参考；三相电流平衡模块，用于接收该相电路的有功电流参考以及由另外两相电路的相控制器发送的另外两相电路的有功电流参考，并输出该相电路的平衡电流参考；交流电流指令生成模块，用于根据一电网无功电流参考、该相电路的平衡电流参考、以及该相电路的电压相位信息，生成该相电路的交流电流参考；电流环控制器，用于接收该相电路的交流电流参考及该相电路的电流反馈并输出该相电路的输出电压参考；直流电压平衡模块，用于根据该相电路的输出电压参考以及一零序电压，生成该相电路的调制电压参考；其中，三相电路的调制电压参考经调制后分别输出每相电路的桥臂电压参考，根据所述桥臂电压参考调节每相电路的所述桥臂电压。
在本发明的一实施例中，每个所述相控制器是根据反映本相电路的电压信息分别生成反映本相电路有功功率的有功功率信息，并接收另外两个相电路的有功功率信息，根据反映各个相电路的有功功率信息及反映各个相电路的电流相位信息来产生所述零序电压。
在本发明的一实施例中，每相电路包含多个功率变换单元且所述多个功率变换单元是串联连接，每相电路的所述多个功率变换单元与对应的所述相控制器是串联通信连接并形成一环形网络。
在本发明的一实施例中，每相电路包含多个功率变换单元，每相电路的所述多个功率变换单元之间的相内通信采用环形通信或总线型通信或星型通信，所述三相电路的相间通信采用环形通信或总线型通信或星型通信。
为了实现上述目的，本发明另提供一种三相系统，其特点在于，包括：三相电路，每相电路包含至少一个功率变换单元；至少三个相控制器，分别对应控制每相电路；其中，各个相控制器用于根据反映本相电路的电压信息分别生成反映本相电路有功功率的有功功率信息XA、XB、XC；各个相控制器还用于接收另外两个相电路的反映有功功率的有功功率信息，并根据反映各个相电路有功功率的有功功率信息XA、XB、XC及反映各个相电路的电流相位或者电压相位的相位信息YA、YB、YC产生零序分量，其中零序分量＝(XA×YA+XB×YB+XC×YC)×K0，其中，K0为一比例系数；各个相控制器还用于根据所述零序分量对应调节对应所述相电路中各个所述功率变换单元的桥臂电压。
在本发明的另一实施例中，所述三相系统为Δ接三相系统，每相电路有功功率信息分别为每相电路的有功电流参考，每相电路的相位信息为每相电路的电压相位信息，每个所述相控制器是根据反映本相电路有功功率的有功电流参考，并接收另外两个相电路的反映有功功率的有功电流参考，根据反映各个相电路的有功电流参考及反映各个相电路的电压相位的电压相位信息来产生所述零序电流。
在本发明的另一实施例中，每个所述相控制器包括：直流电压环控制器，用于接收该相电路的直流电压参考和直流电压反馈，并输出该相电路的有功电流参考；三相电流平衡模块，用于接收该相电路的有功电流参考以及由另外两相电路的相控制器发送的另外两相电路的有功电流参考，并输出该相电路的平衡电流参考；交流电流指令生成模块，用于根据一电网无功电流参考、该相电路的平衡电流参考、以及该相电路的电压相位信息，生成该相电路的交流电流指令；直流电压平衡模块，用于根据该相电路的交流电流指令以及一零序电流，生成该相电路的交流电流参考；电流环控制器，用于接收该相电路的交流电流参考及该相电路的电流反馈并输出该相电路的调制电压参考；其中，三相电路的调制电压参考经调制后分别输出每相电路的桥臂电压参考，根据所述桥臂电压参考调节每相电路的所述桥臂电压。
在本发明的另一实施例中，所述三相系统为Y接三相系统，每相电路有功功率信息分别为每相电路的有功电流参考，每相电路的相位信息为每相电路的电流相位信息，每个所述相控制器是根据反映本相电路有功功率的有功电流参考，并接收另外两个相电路的反映有功功率的有功电流参考，根据反映各个相电路的有功电流参考及反映各个相电路的电流相位的电流相位信息来产生所述零序电压。
在本发明的另一实施例中，每个所述相控制器包括：直流电压环控制器，用于接收该相电路的直流电压参考和直流电压反馈，并输出该相电路的有功电流参考；三相电流平衡模块，用于接收该相电路的有功电流参考以及由另外两相电路的相控制器发送的另外两相电路的有功电流参考，并输出该相电路的平衡电流参考；交流电流指令生成模块，用于根据一电网无功电流参考、该相电路的平衡电流参考、以及该相电路的电压相位信息，生成该相电路的交流电流参考；电流环控制器，用于接收该相电路的交流电流参考及该相电路的电流反馈并输出该相电路的输出电压参考；直流电压平衡模块，用于根据该相电路的输出电压参考以及一零序电压，生成该相电路的调制电压参考；其中，三相电路的调制电压参考经调制后分别输出每相电路的桥臂电压参考，根据所述桥臂电压参考调节每相电路的所述桥臂电压。
为了实现上述目的，本发明又提供一种三相系统的分布式控制方法，其特点在于，所述三相系统包括：三相电路，每相电路包含至少一个功率变换单元；至少三个相控制器，分别对应控制每相电路，每个所述相控制器包含通信接口且所述至少三个相控制器通过所述通信接口彼此通信连接；其中，所述分布式控制方法包括：
当所述三相系统的直流侧负载不平衡时，
利用各个相控制器根据反映本相电路的电压信息分别生成反映本相电路有功功率的有功功率信息XA、XB、XC；
利用各个相控制器接收另外两个相电路的反映有功功率的有功功率信息，并根据反映各个相电路有功功率的有功功率信息XA、XB、XC及反映各个相电路的电流相位或者电压相位的相位信息YA、YB、YC产生零序分量，其中零序分量＝(XA×YA+XB×YB+XC×YC)×K0，其中，K0为一比例系数；
利用各个相控制器根据所述零序分量对应调节对应所述相电路中各个所述功率变换单元的桥臂电压。
在本发明的又一实施例中，所述三相系统为Δ接三相系统，每相电路有功功率信息分别为每相电路的有功电流参考，每相电路的相位信息为每相电路的电压相位信息，每个所述相控制器是根据反映本相电路有功功率的有功电流参考，并接收另外两个相电路的反映有功功率的有功电流参考，根据反映各个相电路的有功电流参考及反映各个相电路的电压相位的电压相位信息来产生所述零序电流。
在本发明的又一实施例中，每个所述相控制器包括：直流电压环控制器，用于接收该相电路的直流电压参考和直流电压反馈，并输出该相电路的有功电流参考；三相电流平衡模块，用于接收该相电路的有功电流参考以及由另外两相电路的相控制器发送的另外两相电路的有功电流参考，并输出该相电路的平衡电流参考；交流电流指令生成模块，用于根据一电网无功电流参考、该相电路的平衡电流参考、以及该相电路的电压相位信息，生成该相电路的交流电流指令；直流电压平衡模块，用于根据该相电路的交流电流指令以及一零序电流，生成该相电路的交流电流参考；电流环控制器，用于接收该相电路的交流电流参考及该相电路的电流反馈并输出该相电路的调制电压参考；其中，三相电路的调制电压参考经调制后分别输出每相电路的所述桥臂电压参考，根据所述桥臂电压参考调节每相电路的所述桥臂电压。
在本发明的又一实施例中，所述三相系统为Y接三相系统，每相电路有功功率信息分别为每相电路的有功电流参考，每相电路的相位信息为每相电路的电流相位信息，每个所述相控制器是根据反映本相电路有功功率的有功电流参考，并接收另外两个相电路的反映有功功率的有功电流参考，根据反映各个相电路的有功电流参考及反映各个相电路的电流相位的电流相位信息来产生所述零序电压。
在本发明的又一实施例中，每个所述相控制器包括：直流电压环控制器，用于接收该相电路的直流电压参考和直流电压反馈，并输出该相电路的有功电流参考；三相电流平衡模块，用于接收该相电路的有功电流参考以及由另外两相电路的相控制器发送的另外两相电路的有功电流参考，并输出该相电路的平衡电流参考；交流电流指令生成模块，用于根据一电网无功电流参考、该相电路的平衡电流参考、以及该相电路的电压相位信息，生成该相电路的交流电流参考；电流环控制器，用于接收该相电路的交流电流参考及该相电路的电流反馈并输出该相电路的输出电压参考；直流电压平衡模块，用于根据该相电路的输出电压参考以及一零序电压，生成该相电路的调制电压参考；其中，三相电路的调制电压参考经调制后分别输出每相电路的桥臂电压参考，根据所述桥臂电压参考调节每相电路的所述桥臂电压。
本发明的三相系统及其分布式控制方法，通过三相之间的协调，解决了三相电流平衡和三相直流电压稳定的问题。相比集中式控制方案，减少了控制器的单点失效风险，还可使得三相可以独立分别控制，提高了控制的灵活性。
本发明的额外方面和优点将部分地在下面的描述中阐述，并且部分地将从描述中变得显然，或者可以通过本发明的实践而习得。
附图说明
通过参照附图详细描述其示例实施方式，本发明的上述和其它特征及优点将变得更加明显。
图1为本发明一较佳实施例的三相系统的结构示意图；
图2为本发明的Δ接三相系统的电路示意图；
图3A为本发明的Δ接三相系统的分布式控制方法的第一较佳实施例的示意图；
图3B为本发明的Δ接三相系统的分布式控制方法的第二较佳实施例的示意图；
图4示出了本发明的Δ接三相系统的分布式控制方法的一般性框图；
图5为本发明的Y接三相系统的电路示意图；
图6为本发明的Y接三相系统的分布式控制方法的示意图；
图7示出了本发明的Y接三相系统的分布式控制方法的一般性框图；
图8为本发明另一较佳实施例的三相系统的结构示意图，其中每相电路由多个功率变换单元串联而成；
图9A示出了本发明的Δ接三相系统的分布式控制效果；
图9B示出了本发明的Y接三相系统的分布式控制效果；
图9C示出了通过本发明的分布式控制方法使三相直流电压稳定工作于不同的值的效果。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。
在介绍这里所描述和/或图示的要素/组成部分/等时，用语“一个”、“一”、“该”、“所述”和“至少一个”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等。术语“包含”、“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等。实施方式中可能使用相对性的用语，例如“上”或“下”以描述图标的一个组件对于另一组件的相对关系。能理解的是，如果将图标的装置翻转使其上下颠倒，则所叙述在“上”侧的组件将会成为在“下”侧的组件。此外，权利要求书中的术语“第一”、“第二”等仅作为标记使用，不是对其对象的数字限制。
如图1所示，本发明的一较佳实施例的三相系统100包括有三相电路，例如包括A相电路11、B相电路12以及C相电路13，其中每相电路可包含至少一个功率变换单元。在图1所示的实施例中，是以每相电路包含一个功率变换单元为例，即A相电路11只有一个A相变换器111、B相电路12只有一个B相变换器121、C相电路13只有一个C相变换器131。但是，可以理解的是，在其他实施例中，每相电路也可以包含多个功率变换单元，这并不作为对本发明的限制。
本发明的三相系统100还包括有至少三个相控制器用以分别对应控制每相电路，例如通过A相控制器10、B相控制器20以及C相控制器30分别对应控制A相电路11、B相电路12以及C相电路13。在本发明中，每个相控制器10、20、30均包含有通信接口，且这些相控制器10、20、30通过所述通信接口彼此通信连接，例如，A相控制器10与B相控制器20之间可通过通信接口通信连接形成通信链路L12以进行二者之间的通信协调，B相控制器20与C相控制器30之间可通过通信接口通信连接形成通信链路L23以进行二者之间的通信协调，C相控制器30与A相控制器10之间可通过通信接口通信连接形成通信链路L31以进行二者之间的通信协调。
在本发明中，每相电路的相控制器可通过所述通信接口接收另外两相电路的相控制器发送的信息，从而调节该相电路中功率变换单元的桥臂电压。例如，每相电路的相控制器可接收另外两相电路的相控制器发送的有功功率信息，根据各个相电路的有功功率信息和该相电路的电流相位信息或者电压相位信息调节该相电路中功率变换单元的桥臂电压。
本发明的三相系统是采用在三相完全分散控制的基础上加上通信协调的三相分布式控制架构进行分布式控制，即通过每相控制器分别控制各相变换器，同时各相控制之间采用通信协调，通过通信协调使得三相电网电流平衡，且三相直流电压稳定。
在本发明中，对于Δ接三相系统和Y接三相系统，都可以采用上述三相分布式控制架构。为此，下面将结合图2～图7，以Δ接三相系统和Y接三相系统为例分别介绍本发明的具体内容。
Δ接三相系统的分布式控制：
如图2所示，其示出了本发明一个典型的组合式Δ接三相系统的电路。其中，所述Δ接三相系统是分为AB、BC、CA三相，每相为一个H桥整流电路。在图2中，vgA、vgB、vgC为三相电网电压，igA、igB、igC为三相电网电流，iAB、iBC、iCA为三相变换器电流，vbAB、vbBC、vdCA为三相变换器桥臂电压，vdcAB、vdcBC、vdcCA为三相直流电压，PAB、PBC、PCA为三相负载功率。
如图3A所示，其示出了本发明的Δ接三相系统的分布式控制方法的第一较佳实施例(无功电流注入法)。在本实施例中，每相均具有自身的直流电压环和电流环。下面以AB相为例详细说明，其它两相类同。vdcrAB为AB相的直流电压参考，vdcAB为AB相的直流电压反馈，两者经过运算后作为直流电压环控制器(DC Voltage Controller)的输入，直流电压环控制器例如可为比例积分控制器。直流电压环控制器的输出产生本相的有功电流参考，idrAB为AB相的d轴电流参考，即有功电流参考。同时，本相的有功电流参考发送给另两相，用于无功电流参考的生成。本相的无功电流参考为
Figure BDA0002533064660000091
其中，iqr为向电网发送的无功电流参考，该值对于三相是一致的，而idrCA和idrBC分别为CA相和BC相发送过来的有功电流参考。该无功电流参考的生成方式正是三相之间协调的原理：若某相带一个阻性载，可以在另外两相分别配以一定比例的容性和感性载，解决三相电网电流不平衡的问题。进一步，根据有功电流参考和无功电流参考，生成交流电流参考，即irAB＝idrABcosθAB-iqrABsinθAB，其中，θAB为AB相电网电压相位角。iAB为AB相变换器的电流反馈。iAB和irAB经过运算后作为电流环控制器(Current Controller)的输入，电流环控制器例如可为比例谐振控制器。vgAB＝vgA-vgB为AB相电网电压，它作为前馈，以消除电网电压变化对电流的影响。vgAB与电流环控制器经过运算后，最终生成AB相的调制电压参考vrAB。其余两相采用相同的方法分别生成vrBC，vrCA。三相的调制电压参考经过后续的调制，输出桥臂电压。
由此可见，在如图3A所示的第一较佳实施例中，Δ接三相系统中的每个相控制器可包括：直流电压环控制器，用于接收该相电路的直流电压参考和直流电压反馈，并输出该相电路的有功电流参考。三相电流平衡模块，用于接收一电网无功电流参考以及由另外两相电路的相控制器发送的另外两相电路的有功电流参考，并输出该相电路的无功电流参考。交流电流指令生成模块，用于根据该相电路的有功电流参考、该相电路的无功电流参考、以及该相电路的电压相位信息，生成该相电路的交流电流参考。电流环控制器，用于接收该相电路的交流电流参考及该相电路的电流反馈并输出该相电路的调制电压参考。其中，三相电路的调制电压参考经调制后分别输出每相电路的桥臂电压参考，根据所述桥臂电压参考可调节每相电路的所述桥臂电压。如图3B所示，其示出了Δ接三相系统的分布式控制方法的第二实施例(零序电流注入法)，其与图3A所示的无功电流注入法的区别在于协调部分的实施方式。得到三相有功电流参考的方法与第一较佳实施例相同，此处不再赘述。将三相有功电流参考求平均以得到该相的平衡电流参考，即
Figure BDA0002533064660000101
然后，根据本相的平衡电流参考、本相的相位信息和无功电流参考，生成交流电流指令，即，
Figure BDA0002533064660000102
再注入零序电流使得三相直流电压平衡。其中，零序电流的表达式为
Figure BDA0002533064660000111
其中，idrAB为AB相的直流电压环输出，为AB相的有功电流参考，它反映AB相的有功功率信息，θAB为AB相的电网电压角度，它反映AB相的电网电压相位信息，下标BC，CA对应的变量含义类同AB相。由于零序电流在三相之间环流而不流入电网，因此，零序电流不影响三相电网电流的平衡。
由此可见，在图3B所示的第二实施例中，Δ接三相系统中的每个相控制器可包括：直流电压环控制器，用于接收该相电路的直流电压参考和直流电压反馈，并输出该相电路的有功电流参考。三相电流平衡模块，用于接收该相电路的有功电流参考以及由另外两相电路的相控制器发送的另外两相电路的有功电流参考，并输出该相电路的平衡电流参考。交流电流指令生成模块，用于根据电网无功电流参考、该相电路的平衡电流参考、以及该相电路的电压相位信息，生成该相电路的交流电流指令。直流电压平衡模块，用于根据该相电路的交流电流指令以及零序电流，生成该相电路的交流电流参考。电流环控制器，用于接收该相电路的交流电流参考及该相电路的电流反馈并输出该相电路的调制电压参考。其中，三相电路的调制电压参考经调制后分别输出每相电路的桥臂电压参考，根据所述桥臂电压参考可调节每相电路的所述桥臂电压。
并且，在本实施例中，每个相控制器是根据反映本相电路的电压信息分别生成反映本相电路有功功率的有功功率信息，并接收另外两个相电路的有功功率信息，根据反映各个相电路的有功功率信息及各个相电路的电压相位信息来产生所述零序电流。
以上图3A和图3B两种实施方式的控制效果是等效的。都可以使得三相电流平衡，且三相直流电压稳定。
图4示出了本发明的Δ接三相系统的分布式控制的一般性框图。其中idrAB、idrCA、idrBC、以及ir0为需要通信协调的量。该框图概括前述两种实施方式，其中Δ接三相系统包括直流电压环控制器、三相电流平衡(Current Balance)模块、交流电流指令生成(ReferenceGeneration)模块、直流电压平衡(DC Voltage Balance)模块以及电流环控制器。
Y接三相系统的分布式控制：
图5示出了本发明的Y接三相系统的电路。图中，vgA，vgB，vgC为三相电网电压，iA，iB，iC为三相电网电流，同时也是三相变换器电流，vbA，vbB，vbC为三相变换器桥臂电压，vdcA，vdcB，vdcC为三相直流电压，PA，PB，PC为三相负载功率。
图6示出了本发明的Y接三相系统的分布式控制框图。在本实施例中，每相均具有自身的直流电压环和电流环。下面以A相为例详细说明，其它两相类同。vdcrA为A相的直流电压参考，vdcA为A相的直流电压反馈，两者经过运算后作为直流电压环控制器(DC VoltageController)的输入，直流电压环控制器例如可为比例积分控制器。直流电压环控制器的输出产生本相的有功电流参考idrA。然后，接收另两相的有功电流参考idrB，idrC，一起产生本相的平衡电流参考
Figure BDA0002533064660000121
三相有功电流参考求平均的作用是使得三相电流平衡。进一步，根据平衡电流参考、本相的电压相位信息和无功电流参考，生成交流电流参考，即irA＝idrComAcosθA-oqrsinθA，其中，θA为A相电网电压相位角，反映A相的电压相位信息。iA为A相变换器的电流反馈。将A相的交流电流参考和A相变换器的电流反馈运算后作为电流环控制器(Current Controller)的输入，电流环控制器例如可为比例谐振控制器。vgA为A相电网电压，它作为前馈注入电流环控制器的输出，以消除电网电压变化对电流的影响。另外，再注入零序电压使得三相直流电压平衡。零序电压vb0注入的表达式为：
vb0＝k0(iAidrA+iBidrB+iCidrC)
其中，iA，iB，iC分别为三相的电流反馈，它反映了各相电流的相位信息，idrA，idrB，idrC为各相的直流电压环控制器输出，为各相的有功电流参考，它们反映各相的有功功率信息，k0为一比例系数，它可取值为常数或者根据电流幅值进行取值，例如电流幅值越小k0取值越大，k0的优选取值公式为
Figure BDA0002533064660000131
Figure BDA0002533064660000132
其中VgM为电网电压峰值。从零序电压表达式可看出：哪一相的有功功率大，则零序电压与哪一相的电流相位更接近。当三相电流和三相电网电压都平衡时，注入的零序电压使得三相桥臂电压不平衡，桥臂吸收的功率不平衡，以应对直流侧负载功率的不平衡，从而保持直流电压的稳定。由于注入的零序电压作用在Y接三相系统中并不产生零序电流，因此不影响三相电流的平衡。电流环控制器的输出注入A相电网电压后输出的输出电压参考vrAP和零序电压vb0叠加，最终生成调制电压参考vrA，vrB，vrC，经过后续的调制，输出桥臂电压。
图7示出了本发明的Y接三相系统的分布式控制的一般性框图。其中idrA、idrB、idrC、以及vb0为需要通信协调的量。其中Y接三相系统包括直流电压环控制器、三相电流平衡(Current Balance)模块、交流电流指令生成(Reference Generation)模块、电流环控制器、以及直流电压平衡(DC Voltage Balance)模块。与Δ接三相系统的协调单元的区别在于，Y接三相系统的零序电压加在电流环的输出上。
由此可见，本发明的Y接三相系统中每个相控制器可包括：直流电压环控制器，用于接收该相电路的直流电压参考和直流电压反馈，并输出该相电路的有功电流参考。三相电流平衡模块，用于接收该相电路的有功电流参考以及由另外两相电路的相控制器发送的另外两相电路的有功电流参考，并输出该相电路的平衡电流参考。交流电流指令生成模块，用于根据电网无功电流参考、该相电路的平衡电流参考、以及该相电路的电压相位信息，生成该相电路的交流电流参考。电流环控制器，用于接收该相电路的交流电流参考及该相电路的电流反馈并输出该相电路的输出电压参考。直流电压平衡模块，用于根据该相电路的输出电压参考以及零序电压，生成该相电路的调制电压参考。其中，三相电路的调制电压参考经调制后分别输出每相电路的桥臂电压参考，根据所述桥臂电压参考调节每相电路的所述桥臂电压。
在本实施例中，每个相控制器是根据反映本相电路的电压信息分别生成反映本相电路有功功率的有功功率信息，并接收另外两个相电路的有功功率信息，根据反映各个相电路的有功功率信息及反映各个相电路的电流相位信息来产生所述零序电压。
以上是针对每相电路只有一个变换器的情形给出了分布式控制实施方式。但是，可以理解的是，如图8所示，当每相电路11、12、13包含多个功率变换单元111、121、121，即由多个变换器单元CELL1～CELLN串联而成时，例如三相级联H桥系统，可采用如图8所示的控制器实施架构。此时，各相控制器10、20、30中的直流电压反馈应为各相电路所有变换器单元直流电压的总和。
其中，每相电路例如可由N个变换器单元CELL1～CELLN串联组成，视系统电压等级和每个变换器单元的额定电压合理设计N，例如11kV系统，每个变换器单元的直流电压1600V，设计N＝8或N＝9均可。在图8所示的实施例中，每相电路的多个变换器单元(即功率变换单元)与对应的相控制器是串联通信连接并形成一环形网络，每相电路内的多个变换器单元之间可采用环形通信，各相控制器之间也可采用环形通信。当然，可以理解的是，每相电路的多个功率变换单元之间的相内通信也可以采用总线型通信或星型通信，各相电路的相间通信也可以采用总线型通信或星型通信，这些并不作为对本发明的限制。
本发明的技术效果如下：
图9A示出了本发明的Δ接三相系统的分布式控制效果，其中，最上面通道(Vdc)为三相直流电压，中间通道(Igline)为三相电网电流，最下面通道(Iphase)为三相变换器桥臂电流。L1、L2、L3分别表示AB、BC、CA三相。图中波形是在三相直流侧负载不平衡的工况下所得，AB、BC、CA三相直流侧负载电流分别为3A，1A，5A。在0.2s之前，采用三相完全独立的分散控制，可见三相电网电流合三相变换器电网电流都是不平衡的，这是因为三相负载功率不一样引起的。三相直流电压平均值是平衡的，二倍频波动幅值不一样。在0.2s之后，采用本发明提供的分布式控制，通过协调控制，使得三相电网电流平衡，同时三相直流电压也是平衡的，虽然三相变换器桥臂电流依然是不平衡的，只要三相电网电流平衡，就符合了电网的需求，因此本发明提供的方法能满足电网的要求。
图9B示出了本发明的Y接三相系统的分布式控制效果，其中最上面通道(Vdc)为三相直流电压，中间通道(Ig)为三相电网电流，最下面通道(Vb)为三相变换器桥臂电压及其零序电压。L1、L2、L3分别表示AB、BC、CA三相，L4表示零序电压。在0.18s之前，设定的工况为直流负载平衡，未加入本发明的协调控制也可以稳定，但在0.18后，将工况设定为三相直流侧负载不平衡，直流侧电流分别为3A，2A，4A，此时，可见三相直流电压不能稳定。在0.2s之后，采用采用本发明提供的分布式控制，通过协调，注入零序电压，可见三相桥臂电压不再平衡，它们和三相平衡的电网电流作用，产生不平衡的桥臂功率，以应对直流侧不一样的负载功率，从而使得三相直流电压稳定、平衡，且三相电网电流也平衡。
由于本发明的三相直流电压是分别控制，当三相直流电压给定值不一样时，也可以稳定工作，这是集中式控制难以做到的，因为集中式的直流电压环只有一个，难以分别给出三个不同的直流电压参考。本发明的三相系统可分布式控制工作于三相直流电压给定不一致的工况下，例如，光伏应用中三相电池电压不一致，效果如图9C所示，三相直流电压可分别工作于1680V，1580V，1480V。
本发明另外还提供一种三相系统，其包括：三相电路，每相电路包含至少一个功率变换单元；以及至少三个相控制器，分别对应控制每相电路。其中，各个相控制器用于根据反映本相电路的电压信息分别生成反映本相电路有功功率的有功功率信息XA、XB、XC。各个相控制器还用于接收另外两个相电路的反映有功功率的有功功率信息，并根据反映各个相电路有功功率的有功功率信息XA、XB、XC及反映各个相电路的电流相位或者电压相位的相位信息YA、YB、YC产生零序分量，其中零序分量＝(XA×YA+XB×YB+XC×YC)×K0，其中，K0为一比例系数。各个相控制器还用于根据所述零序分量对应调节对应所述相电路中各个所述功率变换单元的桥臂电压。
较佳地，所述三相系统例如可为如图2所示的Δ接三相系统，如图4所示，每相电路有功功率信息可分别为每相电路的有功电流参考idrAB、idrBC、idrCA，每相电路的相位信息可为每相电路的电压相位信息θAB、θBC、θCA。每个所述相控制器可根据反映本相电路有功功率的有功电流参考，并接收另外两个相电路的反映有功功率的有功电流参考，根据反映各个相电路的有功电流参考idrAB、idrBC、idrCA及反映各个相电路的电压相位的电压相位信息θAB、θBC、θCA来产生所述零序电流ir0。
更具体而言，所述Δ接三相系统中每个相控制器可包括：直流电压环控制器，用于接收该相电路的直流电压参考vdcrAB、vdcrBC、vdcrCA和直流电压反馈vdcAB、vdcBC、vdcCA，并输出该相电路的有功电流参考idrAB、vdrAB、idrCA；三相电流平衡模块，用于接收该相电路的有功电流参考以及由另外两相电路的相控制器发送的另外两相电路的有功电流参考，并输出该相电路的平衡电流参考idrComAB、idrComBC、idrComCA；交流电流指令生成模块，用于根据一电网无功电流参考Iqr、该相电路的平衡电流参考idrComAB、idrComBC、idrComCA、以及该相电路的电压相位信息θAB、θBC、θCA，生成该相电路的交流电流指令irABP、irBCP、irCAP；直流电压平衡模块，用于根据该相电路的交流电流指令irABP、irBCP、irCAP以及一零序电流ir0，生成该相电路的交流电流参考irAB、irBC、irCA；电流环控制器，用于接收该相电路的交流电流参考irAB、irBC、irCA及该相电路的电流反馈iAB、iBC、iCA并输出该相电路的调制电压参考vrAB、vrBC、vrCA；其中，三相电路的调制电压参考vrAB、vrBC、vrCA经调制后分别输出每相电路的桥臂电压参考，根据所述桥臂电压参考调节每相电路的所述桥臂电压。
较佳地，所述三相系统可为如图5所示Y接三相系统，如图7所示，每相电路有功功率信息可分别为每相电路的有功电流参考idrA、idrB、idrC，每相电路的相位信息可为每相电路的电流相位信息iA、iB、iC。每个相控制器可根据反映本相电路有功功率的有功电流参考，并接收另外两个相电路的反映有功功率的有功电流参考，根据反映各个相电路的有功电流参考idrA、idrB、idrC及反映各个相电路的电流相位的电流相位信息iA、iB、iC来产生所述零序电压vb0。
更具体而言，所述Y接三相系统中每个相控制器可包括：直流电压环控制器，用于接收该相电路的直流电压参考vdcrA、vdcrB、vdcrC和直流电压反馈vdc、vdcB、vdcC，并输出该相电路的有功电流参考idrA、idrB、idrC；三相电流平衡模块，用于接收该相电路的有功电流参考以及由另外两相电路的相控制器发送的另外两相电路的有功电流参考，并输出该相电路的平衡电流参考idrComA、idrComB、idrComC；交流电流指令生成模块，用于根据一电网无功电流参考Iqr、该相电路的平衡电流参考idrComA、idrComB、idrComC、以及该相电路的电压相位信息θA、θB、θC，生成该相电路的交流电流参考irA、irB、irC；电流环控制器，用于接收该相电路的交流电流参考irA、irB、irC及该相电路的电流反馈iA、iB、iC并输出该相电路的输出电压参考vrAP、vrBP、vrCP；直流电压平衡模块，用于根据该相电路的输出电压参考vrAP、vrBP、vrCP以及一零序电压vb0，生成该相电路的调制电压参考vrA、vrB、vrC；其中，三相电路的调制电压参考vrA、vrB、vrC经调制后分别输出每相电路的桥臂电压参考，根据所述桥臂电压参考调节每相电路的所述桥臂电压。
相应地，本发明提供一种三相系统的分布式控制方法，其中，所述三相系统包括：三相电路，每相电路包含至少一个功率变换单元；至少三个相控制器，分别对应控制每相电路，每个所述相控制器包含通信接口且所述至少三个相控制器通过所述通信接口彼此通信连接。其中，所述分布式控制方法包括：
当所述三相系统的直流侧负载不平衡时，
利用各个相控制器根据反映本相电路的电压信息分别生成反映本相电路有功功率的有功功率信息XA、XB、XC；
利用各个相控制器接收另外两个相电路的反映有功功率的有功功率信息，并根据反映各个相电路有功功率的有功功率信息XA、XB、XC及反映各个相电路的电流相位或者电压相位的相位信息YA、YB、YC产生零序分量，其中零序分量＝(XA×YA+XB×YB+XC×YC)×K0，其中，K0为一比例系数；
利用各个相控制器根据所述零序分量对应调节对应所述相电路中各个所述功率变换单元的桥臂电压。
其中，所述三相系统可为Δ接三相系统，每相电路有功功率信息可分别为每相电路的有功电流参考，每相电路的相位信息可为每相电路的电压相位信息。每个相控制器可根据反映本相电路有功功率的有功电流参考，并接收另外两个相电路的反映有功功率的有功电流参考，根据反映各个相电路的有功电流参考及反映各个相电路的电压相位的电压相位信息来产生所述零序电流。
更具体而言，所述Δ接三相系统中每个相控制器可包括：直流电压环控制器，用于接收该相电路的直流电压参考和直流电压反馈，并输出该相电路的有功电流参考；三相电流平衡模块，用于接收该相电路的有功电流参考以及由另外两相电路的相控制器发送的另外两相电路的有功电流参考，并输出该相电路的平衡电流参考；交流电流指令生成模块，用于根据一电网无功电流参考、该相电路的平衡电流参考、以及该相电路的电压相位信息，生成该相电路的交流电流指令；直流电压平衡模块，用于根据该相电路的交流电流指令以及一零序电流，生成该相电路的交流电流参考；电流环控制器，用于接收该相电路的交流电流参考及该相电路的电流反馈并输出该相电路的调制电压参考；其中，三相电路的调制电压参考经调制后分别输出每相电路的所述桥臂电压参考，根据所述桥臂电压参考调节每相电路的所述桥臂电压。
其中，所述三相系统还可为Y接三相系统，且每相电路有功功率信息可分别为每相电路的有功电流参考，每相电路的相位信息可为每相电路的电流相位信息。每个相控制器可根据反映本相电路有功功率的有功电流参考，并接收另外两个相电路的反映有功功率的有功电流参考，根据反映各个相电路的有功电流参考及反映各个相电路的电流相位的电流相位信息来产生所述零序电压。
更具体而言，所述Y接三相系统中每个相控制器可包括：直流电压环控制器，用于接收该相电路的直流电压参考和直流电压反馈，并输出该相电路的有功电流参考；三相电流平衡模块，用于接收该相电路的有功电流参考以及由另外两相电路的相控制器发送的另外两相电路的有功电流参考，并输出该相电路的平衡电流参考；交流电流指令生成模块，用于根据一电网无功电流参考、该相电路的平衡电流参考、以及该相电路的电压相位信息，生成该相电路的交流电流参考；电流环控制器，用于接收该相电路的交流电流参考及该相电路的电流反馈并输出该相电路的输出电压参考；直流电压平衡模块，用于根据该相电路的输出电压参考以及一零序电压，生成该相电路的调制电压参考；其中，三相电路的调制电压参考经调制后分别输出每相电路的桥臂电压参考，根据所述桥臂电压参考调节每相电路的所述桥臂电压。
总之，本发明的三相系统及其分布式控制方法，通过三相之间的通讯协调，解决了三相电流平衡和三相直流电压稳定的问题。相比集中式控制方案，减少了控制器的单点失效风险，还使得三相可以独立分别控制，提高了控制的灵活性。
以上具体地示出和描述了本发明的示例性实施方式。应该理解，本发明不限于所公开的实施方式，相反，本发明意图涵盖包含在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等效布置。

Claims (19)

1.一种三相系统，其特征在于，包括：
三相电路，每相电路包含至少一个功率变换单元；
至少三个相控制器，分别对应控制每相电路，每个所述相控制器包含通信接口且所述至少三个相控制器通过所述通信接口彼此通信连接；
其中，每相电路的相控制器是通过所述通信接口接收另外两相电路的相控制器发送的信息，调节该相电路中所述至少一个功率变换单元的桥臂电压。
2.根据权利要求1所述的三相系统，其特征在于，每相电路的相控制器是接收另外两相电路的相控制器发送的有功功率信息，根据各个相电路的有功功率信息和该相电路的电流相位信息或者电压相位信息调节该相电路中所述至少一个功率变换单元的桥臂电压。
3.根据权利要求2所述的三相系统，其特征在于，所述三相系统为Δ接三相系统，且每个所述相控制器包括：
直流电压环控制器，用于接收该相电路的直流电压参考和直流电压反馈，并输出该相电路的有功电流参考；
三相电流平衡模块，用于接收一电网无功电流参考以及由另外两相电路的相控制器发送的另外两相电路的有功电流参考，并输出该相电路的无功电流参考；
交流电流指令生成模块，用于根据该相电路的有功电流参考、该相电路的无功电流参考、以及该相电路的电压相位信息，生成该相电路的交流电流参考；
电流环控制器，用于接收该相电路的交流电流参考及该相电路的电流反馈并输出该相电路的调制电压参考；
其中，三相电路的调制电压参考经调制后分别输出每相电路的桥臂电压参考，根据所述桥臂电压参考调节每相电路的所述桥臂电压。
4.根据权利要求2所述的三相系统，其特征在于，所述三相系统为Δ接三相系统，且每个所述相控制器包括：
直流电压环控制器，用于接收该相电路的直流电压参考和直流电压反馈，并输出该相电路的有功电流参考；
三相电流平衡模块，用于接收该相电路的有功电流参考以及由另外两相电路的相控制器发送的另外两相电路的有功电流参考，并输出该相电路的平衡电流参考；
交流电流指令生成模块，用于根据一电网无功电流参考、该相电路的平衡电流参考、以及该相电路的电压相位信息，生成该相电路的交流电流指令；
直流电压平衡模块，用于根据该相电路的交流电流指令以及一零序电流，生成该相电路的交流电流参考；
电流环控制器，用于接收该相电路的交流电流参考及该相电路的电流反馈并输出该相电路的调制电压参考；
其中，三相电路的调制电压参考经调制后分别输出每相电路的桥臂电压参考，根据所述桥臂电压参考调节每相电路的所述桥臂电压。
5.根据权利要求4所述的三相系统，其特征在于，每个所述相控制器是根据反映本相电路的电压信息分别生成反映本相电路有功功率的有功功率信息，并接收另外两个相电路的有功功率信息，根据反映各个相电路的有功功率信息及各个相电路的电压相位信息来产生所述零序电流。
6.根据权利要求2所述的三相系统，其特征在于，所述三相系统为Y接三相系统，且每个所述相控制器包括：
直流电压环控制器，用于接收该相电路的直流电压参考和直流电压反馈，并输出该相电路的有功电流参考；
三相电流平衡模块，用于接收该相电路的有功电流参考以及由另外两相电路的相控制器发送的另外两相电路的有功电流参考，并输出该相电路的平衡电流参考；
交流电流指令生成模块，用于根据一电网无功电流参考、该相电路的平衡电流参考、以及该相电路的电压相位信息，生成该相电路的交流电流参考；
电流环控制器，用于接收该相电路的交流电流参考及该相电路的电流反馈并输出该相电路的输出电压参考；
直流电压平衡模块，用于根据该相电路的输出电压参考以及一零序电压，生成该相电路的调制电压参考；
其中，三相电路的调制电压参考经调制后分别输出每相电路的桥臂电压参考，根据所述桥臂电压参考调节每相电路的所述桥臂电压。
7.根据权利要求6所述的三相系统，其特征在于，每个所述相控制器是根据反映本相电路的电压信息分别生成反映本相电路有功功率的有功功率信息，并接收另外两个相电路的有功功率信息，根据反映各个相电路的有功功率信息及反映各个相电路的电流相位信息来产生所述零序电压。
8.根据权利要求2～7中任一权利要求所述的三相系统，其特征在于，每相电路包含多个功率变换单元且所述多个功率变换单元是串联连接，每相电路的所述多个功率变换单元与对应的所述相控制器是串联通信连接并形成一环形网络。
9.根据权利要求1所述的三相系统，其特征在于，每相电路包含多个功率变换单元，每相电路的所述多个功率变换单元之间的相内通信采用环形通信或总线型通信或星型通信，所述三相电路的相间通信采用环形通信或总线型通信或星型通信。
10.一种三相系统，其特征在于，包括：
三相电路，每相电路包含至少一个功率变换单元；
至少三个相控制器，分别对应控制每相电路；
其中，各个相控制器用于根据反映本相电路的电压信息分别生成反映本相电路有功功率的有功功率信息XA、XB、XC；
各个相控制器还用于接收另外两个相电路的反映有功功率的有功功率信息，并根据反映各个相电路有功功率的有功功率信息XA、XB、XC及反映各个相电路的电流相位或者电压相位的相位信息YA、YB、YC产生零序分量，其中
零序分量＝(XA×YA+XB×YB+XC×YC)×K0，其中，K0为一比例系数；
各个相控制器还用于根据所述零序分量对应调节对应所述相电路中各个所述功率变换单元的桥臂电压。
11.根据权利要求10所述的三相系统，其特征在于，所述三相系统为Δ接三相系统，每相电路有功功率信息分别为每相电路的有功电流参考，每相电路的相位信息为每相电路的电压相位信息，每个所述相控制器是根据反映本相电路有功功率的有功电流参考，并接收另外两个相电路的反映有功功率的有功电流参考，根据反映各个相电路的有功电流参考及反映各个相电路的电压相位的电压相位信息来产生所述零序电流。
12.根据权利要求11所述的三相系统，其特征在于，每个所述相控制器包括：
直流电压环控制器，用于接收该相电路的直流电压参考和直流电压反馈，并输出该相电路的有功电流参考；
三相电流平衡模块，用于接收该相电路的有功电流参考以及由另外两相电路的相控制器发送的另外两相电路的有功电流参考，并输出该相电路的平衡电流参考；
交流电流指令生成模块，用于根据一电网无功电流参考、该相电路的平衡电流参考、以及该相电路的电压相位信息，生成该相电路的交流电流指令；
直流电压平衡模块，用于根据该相电路的交流电流指令以及一零序电流，生成该相电路的交流电流参考；
电流环控制器，用于接收该相电路的交流电流参考及该相电路的电流反馈并输出该相电路的调制电压参考；
其中，三相电路的调制电压参考经调制后分别输出每相电路的桥臂电压参考，根据所述桥臂电压参考调节每相电路的所述桥臂电压。
13.根据权利要求10所述的三相系统，其特征在于，所述三相系统为Y接三相系统，每相电路有功功率信息分别为每相电路的有功电流参考，每相电路的相位信息为每相电路的电流相位信息，每个所述相控制器是根据反映本相电路有功功率的有功电流参考，并接收另外两个相电路的反映有功功率的有功电流参考，根据反映各个相电路的有功电流参考及反映各个相电路的电流相位的电流相位信息来产生所述零序电压。
14.根据权利要求13所述的三相系统，其特征在于，每个所述相控制器包括：
直流电压环控制器，用于接收该相电路的直流电压参考和直流电压反馈，并输出该相电路的有功电流参考；
三相电流平衡模块，用于接收该相电路的有功电流参考以及由另外两相电路的相控制器发送的另外两相电路的有功电流参考，并输出该相电路的平衡电流参考；
交流电流指令生成模块，用于根据一电网无功电流参考、该相电路的平衡电流参考、以及该相电路的电压相位信息，生成该相电路的交流电流参考；
电流环控制器，用于接收该相电路的交流电流参考及该相电路的电流反馈并输出该相电路的输出电压参考；
直流电压平衡模块，用于根据该相电路的输出电压参考以及一零序电压，生成该相电路的调制电压参考；
其中，三相电路的调制电压参考经调制后分别输出每相电路的桥臂电压参考，根据所述桥臂电压参考调节每相电路的所述桥臂电压。
15.一种三相系统的分布式控制方法，其特征在于，所述三相系统包括：
三相电路，每相电路包含至少一个功率变换单元；
至少三个相控制器，分别对应控制每相电路，每个所述相控制器包含通信接口且所述至少三个相控制器通过所述通信接口彼此通信连接；
其中，所述分布式控制方法包括：
当所述三相系统的直流侧负载不平衡时，
利用各个相控制器根据反映本相电路的电压信息分别生成反映本相电路有功功率的有功功率信息XA、XB、XC；
利用各个相控制器接收另外两个相电路的反映有功功率的有功功率信息，并根据反映各个相电路有功功率的有功功率信息XA、XB、XC及反映各个相电路的电流相位或者电压相位的相位信息YA、YB、YC产生零序分量，其中
零序分量＝(XA×YA+XB×YB+XC×YC)×K0，其中，K0为一比例系数；
利用各个相控制器根据所述零序分量对应调节对应所述相电路中各个所述功率变换单元的桥臂电压。
16.根据权利要求15所述的分布式控制方法，其特征在于，所述三相系统为Δ接三相系统，每相电路有功功率信息分别为每相电路的有功电流参考，每相电路的相位信息为每相电路的电压相位信息，每个所述相控制器是根据反映本相电路有功功率的有功电流参考，并接收另外两个相电路的反映有功功率的有功电流参考，根据反映各个相电路的有功电流参考及反映各个相电路的电压相位的电压相位信息来产生所述零序电流。
17.根据权利要求16所述的分布式控制方法，其特征在于，每个所述相控制器包括：
直流电压环控制器，用于接收该相电路的直流电压参考和直流电压反馈，并输出该相电路的有功电流参考；
三相电流平衡模块，用于接收该相电路的有功电流参考以及由另外两相电路的相控制器发送的另外两相电路的有功电流参考，并输出该相电路的平衡电流参考；
交流电流指令生成模块，用于根据一电网无功电流参考、该相电路的平衡电流参考、以及该相电路的电压相位信息，生成该相电路的交流电流指令；
直流电压平衡模块，用于根据该相电路的交流电流指令以及一零序电流，生成该相电路的交流电流参考；
电流环控制器，用于接收该相电路的交流电流参考及该相电路的电流反馈并输出该相电路的调制电压参考；
其中，三相电路的调制电压参考经调制后分别输出每相电路的所述桥臂电压参考，根据所述桥臂电压参考调节每相电路的所述桥臂电压。
18.根据权利要求15所述的分布式控制方法，其特征在于，所述三相系统为Y接三相系统，每相电路有功功率信息分别为每相电路的有功电流参考，每相电路的相位信息为每相电路的电流相位信息，每个所述相控制器是根据反映本相电路有功功率的有功电流参考，并接收另外两个相电路的反映有功功率的有功电流参考，根据反映各个相电路的有功电流参考及反映各个相电路的电流相位的电流相位信息来产生所述零序电压。
19.根据权利要求18所述的分布式控制方法，其特征在于，每个所述相控制器包括：
直流电压环控制器，用于接收该相电路的直流电压参考和直流电压反馈，并输出该相电路的有功电流参考；
三相电流平衡模块，用于接收该相电路的有功电流参考以及由另外两相电路的相控制器发送的另外两相电路的有功电流参考，并输出该相电路的平衡电流参考；
交流电流指令生成模块，用于根据一电网无功电流参考、该相电路的平衡电流参考、以及该相电路的电压相位信息，生成该相电路的交流电流参考；
电流环控制器，用于接收该相电路的交流电流参考及该相电路的电流反馈并输出该相电路的输出电压参考；
直流电压平衡模块，用于根据该相电路的输出电压参考以及一零序电压，生成该相电路的调制电压参考；
其中，三相电路的调制电压参考经调制后分别输出每相电路的桥臂电压参考，根据所述桥臂电压参考调节每相电路的所述桥臂电压。
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