CN113922688A - 模块化多电平变换器能量分配故障容错控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种模块化多电平变换器能量分配故障容错控制方法及系统，采用能量分层预测控制，包括交流侧电流控制，环流控制以及子模块电容电压平衡控制，包括进行交流侧电流控制，得到上下桥臂子模块数最优组合(N_{px_J1}，N_{nx_J1})，使交流侧电流代价函数J₁最小；进行环流控制，在交流侧电流控制的基础上，上下桥臂子模块数可调整为(N_{px_J1}+ΔN,N_{nx_J1}+ΔN)，ΔN∈(‑1,0,1)，从ΔN三种组合中选取最优组合使得桥臂环流代价函数J₂最小，此时上下桥臂子模块数最优组合(N_{px_opt},N_{nx_opt})；进行子模块电容电压平衡控制，将获得的上下桥臂最优投入子模块数N_{px_opt}和N_{nx_opt}进一步分配至子模块。本发明既避免了传统的多个控制环参数的复杂设计，又无需设置各变量之间的权重，使得换流器的控制得以简化。

Description

模块化多电平变换器能量分配故障容错控制方法及系统

技术领域

本发明涉及中间包感应加热、铁路牵引供电以及高压直流输电的控制技术领域，尤其涉及一种模块化多电平变换器能量分配故障容错控制方法及系统。

背景技术

随着电压等级及容量的提高，MMC子模块的数目不断增加，增大了MMC发生故障的概率，为了保障MMC运行的可靠性，冗余子模块通常被配置在各个桥臂。故障发生后，基于能量平衡控制的策略将对子模块的电压平衡产生影响，导致子模块的电压应力不均，而子模块电压恒定模式下，无论是否存在故障，子模块电压将维持不变，故障前后电压应力不变，具有较好的一致性。但是，由于故障导致的各桥臂之间正常工作的子模块个数不同，能量平衡控制以及各桥臂间的电气参数差异，都将会对子模块的电压有影响，因此，需要对桥臂的能量进行控制。

有学者提出了三层能量平衡控制策略，实现模块化多电平换流器(MMC)的AC-AC子模块电压平衡控制；也有学者通过提高故障臂子模块的参考电压，减小非故障臂的电压来获得桥臂间的能量平衡，并引入了桥臂能量再平衡的概念。然而，上述的能量平衡控制会带来子模块电容电压的偏差。

发明内容

为解决现有技术中存在的不足，本发明的目的在于，提供一种模块化多电平变换器能量分配故障容错控制方法及系统，通过简化分层模型预测控制过程中控制器参数的设计，实现故障情况下子模块电容电压平衡控制。

为实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案是：

一种模块化多电平变换器能量分配故障容错控制方法，采用能量分层预测控制方法，包括交流侧电流控制，环流控制以及子模块电容电压平衡控制，具体步骤如下：

(1)进行交流侧电流控制，得到上、下桥臂子模块数最优组合(N_{px_J1}，N_{nx_J1})，使得交流侧电流代价函数J₁最小；

(2)进行环流控制，在步骤(1)的基础上，上、下桥臂子模块数可调整为(N_{px_J1}+ΔN,N_{nx_J1}+ΔN)，ΔN∈(-1,0,1)；从上述ΔN的三种组合中选取最优组合使得桥臂环流代价函数J₂最小，此时，上、下桥臂子模块数最优组合(N_{px_opt},N_{nx_opt})；

(3)进行子模块电容电压平衡控制，将步骤(2)获得的上、下桥臂最优投入子模块数 N_{px_opt}和N_{nx_opt}，进一步分配至子模块。

进一步地，所述步骤(1)中，任意时刻上、下桥臂投入子模块个数之和保持N不变，上、下桥臂投入子模块个数的组合可能为：

(N_px(k),N_nx(k))∈((0,N),(1,N-1),…,(N-1,1),(N,0))

其中，N_px(k)和N_nx(k)表示k时刻上、下桥臂投入子模块个数；

交流侧电流代价函数J₁：

J₁＝|i_sx(k+1)-i_sx ^ref(k+1)|

其中，i_sx ^ref为交流侧电流准确跟踪指令值，i_sx(k+1)为交流侧电流在k+1时刻的预测值。

进一步地，所述步骤(2)中，桥臂环流代价函数J₂：

J₂＝|i_zx(k+1)-i_zx ^ref(k+1)|

其中，i_zx ^ref为环流准确跟踪指令值，i_zx(k+1)为桥臂电流在k+1时刻的预测值；

其中，P为直流侧传输至交流侧的功率，U_dc为直流侧电压。

进一步地，所述步骤(3)中，子模块电容电压平衡控制具体步骤：

采样桥臂电流，若桥臂电流i_pnx>0，进一步判断各个子模块的状态；若子模块处于切除状态且子模块的电压高于电压下限值u_{c_Lim}，则将各子模块的电容电压乘以系数k_c，并将子模块的电容电压更新为u_{cdc_N}[i]；若子模块处于投入状态，且子模块的电容电压低于下限值u_{c_Lim}，则子模块电容电压更新值保持原电容电压值不变；最后对更新后的子模块电容电压u_{cdc_N}[i] 进行排序，并选取电压最低的N_{p,nx_opt}个子模块投入；

若桥臂电流i_pnx<0，子模块的投入准则类似，对更新后的子模块电容电压u_{cdc_N}[i]进行排序，并选取电压最高的N_{p,nx_opt}个子模块投入。

进一步地，所述步骤(2)中，在环流准确跟踪指令值基础上叠加用于桥臂能量平衡控制的环流分量i_{zx_W} ^ref，故桥臂环流代价函数更新为：

J₂′＝|i_zx(k+1)-(i_zx ^ref(k+1)+i_{zx_W} ^ref)|

由此，依据J₂′的最小值选取对应的投入个数。

进一步地，用于桥臂能量平衡控制的环流分量i_{zx_W} ^ref：

i_{zx_W} ^ref＝i_zx∑+i_zxΔ·u_syn

其中，i_zx ^Σ为相单元环流分量，i_zx ^Δ为桥臂间环流分量，u_syn为网压同步信号。

进一步地，相单元环流分量计算步骤：

获取各个桥臂子模块的故障信息，得到相单元能量参考值W_Σ ^ref：

其中，F_px、F_nx分别为上桥臂和下桥臂故障子模块的个数，C为子模块电容容值；

采样各个子模块的电容电压u_cdci以及子模块的故障状态，S_i＝0表示i个子模块故障，S_i＝1 表示该模块正常；计算相单元所有正常子模块的能量W_Σ ^fdb：

将相单元能量参考值和反馈值经PI控制器输出得到相单元环流的分量i_zx ^Σ。

进一步地，桥臂间环流分量计算步骤：

计算桥臂间的能量偏差参考值W_Δ ^ref：

计算上、下桥臂间的能量偏差W_Δ ^fdb：

将桥臂能量偏差值的参考信号和反馈值相减，并通过低通滤波器，经PI控制器输出，得到桥臂间的环流分量i_zx ^Δ。

一种模块化多电平变换器能量分配故障容错控制系统，所述系统采用能量分层预测控制，包括交流侧电流控制模块，环流控制模块以及子模块电容电压平衡控制模块；

交流侧电流控制模块，用于进行交流侧电流控制，得到上、下桥臂子模块数最优组合 (N_{px_J1}，N_{nx_J1})，使得交流侧电流代价函数J₁最小；

环流控制模块，用于进行环流控制，在交流侧电流控制的基础上，将上、下桥臂子模块数调整为(N_{px_J1}+ΔN,N_{nx_J1}+ΔN)，ΔN∈(-1,0,1)；从上述ΔN的三种组合中选取最优组合使得桥臂环流代价函数J₂最小，此时，上、下桥臂子模块数最优组合(N_{px_opt},N_{nx_opt})；

子模块电容电压平衡控制模块，用于进行子模块电容电压平衡控制，将获得的上、下桥臂最优投入子模块数N_{px_opt}和N_{nx_opt}，进一步分配至子模块。

本发明的有益效果在于，与现有技术相比，本发明中分层预测控制使得各个控制目标的权重无需再考虑。对于MMC系统内部的能量控制，只要实时采样各个桥臂故障子模块的数目，获得能量偏差控制的环流参考指令后，仅需修正预测控制代价函数中的环流参考值，使得电压平衡控制策略得到简化。而在子模块电容电压平衡控制方面，本发明将电压平衡控制和模型预测控制分离，通过电容电压排序实现子模块电容电压的平衡。

附图说明

图1是本发明所述的单相MMC主电路拓扑图；

图2是本发明所述的模块化多电平变换器能量分配故障容错控制方法流程图；

图3是本发明提供的子模块电容电压平衡控制(保持因子)框图；

图4是本发明提供的适用于冗余子模块的分层预测-能量平衡控制框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步的说明。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本申请的保护范围。

单相MMC并网换流器的主电路拓扑如图1所示。单相MMC由两个相单元与直流侧并联而成，每个相单元由上、下两个桥臂经桥臂电感L串联组成，每个桥臂由N+R个子模块级联构成，N为常规子模块的个数，R为冗余子模块的个数。相单元中点通过网侧滤波电感L_g (网侧线路及电感内阻为R_g)接至交流电网。

其中，U_dc、I_dc分别为直流侧电压和电流，u_px和u_nx(x＝a，b)分别为上、下桥臂的桥臂电压，i_px和i_nx(x＝a，b)分别为上、下桥臂的电流，i_zx(x＝a，b)为桥臂环流，网侧电流为 i_sx，网侧交流电压为u_s。

为便于分析，将单相交流电压u_s拆分成两个交流源u_s/2和-u_s/2，两电源的中点记为N，得到的等效电路如图1中虚线框中所示。

依据电路的基尔霍夫定律可得MMC的数学模型如下：

其中，x＝a，b，u_NO为交流电压中点N与直流电压中点O之间的电势差，u_sx为交流侧等效电源。

对式(1)进行处理可以得到：

其中，u_ex为差模电势，i_zx＝(i_px+i_nx)/2为桥臂环流，u_comx为共模电势。

由(2)可以看出，MMC交流网侧功率受上、下桥臂子模块的电压差的影响，而直流侧功率受上、下桥臂投入子模块电压和的影响。

子模块电压恒定模式下，无论是否存在故障，子模块电压将维持不变，由于故障前后电压应力不变，具有较好的一致性，本发明在该模式下对各桥臂的能量进行再平衡控制。

本发明所述的模块化多电平变换器能量分配故障容错控制方法，是一种关于MMC的能量分层预测控制方法，包括交流侧电流控制，环流控制以及子模块电容电压平衡控制三部分，所提控制方法结合了分层模型预测控制对换流器系统进行控制，既避免了传统的多个控制环参数的复杂设计，又无需设置各变量之间的权重，使得换流器的控制得以简化。

如图2所示，本发明所述的模块化多电平变换器能量分配故障容错控制方法，包括以下步骤：

(1)进行交流侧电流控制，得到上、下桥臂子模块数最优组合(N_{px_J1}，N_{nx_J1})，使得交流侧电流代价函数J₁最小；

在进行能量平衡控制后，能够实现中点电势差u_NO＝0。因此，对式(2)交流侧电流进行离散化得到：

其中，i_sx(k+1)，i_sx(k)为交流侧电流在k+1时刻的预测值以及k时刻的采样值。T_s为控制周期，L_eq为等效电感：

对于任意k时刻，上、下桥臂输出的桥臂电压为：

N_px(k)和N_nx(k)表示k时刻上、下桥臂投入子模块的个数。实际中为保持总的直流侧电压不变，任意时刻上、下桥臂投入的子模块个数之和保持N不变，且相单元输出为N+1电平。因此，得到上、下桥臂子模块数组合的可能为：

(N_px(k),N_nx(k))∈((0,N),(1,N-1),…,(N-1,1),(N,0)) (6)

为使交流侧电流准确跟踪指令值i_sx ^ref，因此，引入交流侧电流代价函数J₁：

J₁＝|i_sx(k+1)-i_sx ^ref(k+1)| (7)

故任意时刻桥臂子模块投入个数从上述N+1种集合中选取最优组合(N_{px_J1}，N_{nx_J1})，使得 J₁最小。

(2)进行环流控制，在步骤(1)的基础上，上、下桥臂子模块数可调整为(N_{px_J1}+ΔN,N_{nx_J1}+ΔN)，为便于分析，ΔN∈(-1,0,1)；从上述ΔN的三种组合中选取最优组合使得桥臂环流代价函数J₂最小，此时，上、下桥臂子模块数最优组合(N_{px_opt},N_{nx_opt})；

MMC相单元中存在桥臂环流，不仅会增大子模块器件的电流应力，也会增加换流器的损耗。因此，需要对环流进行抑制，对式(2)桥臂环流进行离散化，得到：

为了能有效抑制桥臂环流，相单元任意时刻需要投入的子模块数不能保持在N，需要相应的调整。而调整的策略又不能对交流侧电流的控制产生影响。而交流侧电流受N_nx-N_px的影响，因此，调整过程中只要保持N_nx-N_px不变即可。故在步骤(1)的基础上，上、下桥臂子模块投入的个数可调整为(N_{px_J1}+ΔN,N_{nx_J1}+ΔN)，为便于分析，ΔN∈(-1,0,1)。桥臂环流的代价函数J₂如下：

J₂＝|i_zx(k+1)-i_zx ^ref(k+1)| (9)

其中，i_zx ^ref为环流准确跟踪指令值：

其中，P为直流侧传输至交流侧的功率，U_dc为直流侧电压。

从上述ΔN的三种组合中选取最优组合使得J₂最小，并记此时的投入个数最优，即(N_{px_opt}, N_{nx_opt})。

(3)进行子模块电容电压平衡控制，将步骤(2)获得的上下桥臂最优投入子模块数N_{px_opt}和N_{nx_opt}，进一步将投入的个数分配至子模块；

随着子模块个数的增多，电容电压预测值的计算量大大增加，为减少预测控制的计算量，将子模块的电容电压平衡和预测控制分离，并采用子模块电容电压排序的均压控制策略。

子模块均压控制流程图如图3所示，将获得桥臂最优投入子模块的个数N_{px_opt}和N_{nx_opt}，进一步将投入的个数分配至子模块。

首先，采样桥臂电流，若桥臂电流i_pnx>0，进一步判断各个子模块的状态。若子模块处于切除状态且子模块的电压高于电压下限值u_{c_Lim}，则将各子模块的电容电压乘以系数k_c，并将子模块的电容电压更新为u_{cdc_N}[i]；若子模块处于投入状态，且子模块的电容电压低于下限值 u_{c_Lim}，则子模块电容电压更新值保持原电容电压值不变；最后对更新后的子模块电容电压 u_{cdc_N}[i]进行排序，并选取电压最低的N_{p,nx_opt}个子模块投入。当桥臂电流小于0时，子模块的投入准则类似，对更新后的子模块电容电压u_{cdc_N}[i]进行排序，并选取电压最高的N_{p,nx_opt}个子模块投入。采用保持因子k_c的投入准则能有效减小开关管的动作次数，从而减小了器件的开关损耗。

上述子模块的平衡控制策略虽然保证了各个桥臂内子模块电容电压之间的平衡，但并不能保证相单元上、下桥臂子模块的电压相同并维持在参考值。导致上、下桥臂子模块电容电压不平衡的主要原因是上下桥臂间的能量不平衡，而改变桥臂间的能量，主要通过控制环流来实现。

因此，本发明在环流参考值基础上叠加了用于桥臂能量控制的环流i_{zx_W} ^ref。故(9)更新为：

J₂′＝|i_zx(k+1)-(i_zxref(k+1)+i_{zx_W} ^ref)| (11)

由此，依据J₂′的最小值选取对应的投入个数，并将子模块的个数分配至子模块如图3类似，此处不再赘述。

结合上述MMC的分层预测控制得到适于含冗余模块系统的分层预测-能量平衡控制。

在正常工况下，常规控制策略能满足要求并能实现较好的控制。但在子模块出现故障时，相单元之间的能量以及上、下桥臂之间的能量发生变化，若此时不对能量平衡控制策略及时调整，各个子模块电容电压差异会增大，导致电压应力增加，给换流器安全运行带来巨大威胁。

因此，本发明为提升装置的可靠性，提出了一种模块化多电平换流器基于能量分配的故障容错控制方法，其控制框图如图4所示。

含冗余模块的能量平衡控制结合了当前时刻的故障子模块数、相间能量控制以及桥臂间的能量平衡控制。

首先，获取各个桥臂子模块的故障信息，由此得到相单元能量的参考值W_Σ ^ref：

其中，F_px、F_nx分别为上桥臂和下桥臂故障子模块的个数，C为子模块电容容值。

采样各个子模块的电容电压u_cdci以及子模块的故障状态，S_i＝0表示i个子模块故障，S_i＝1 表示该模块正常。计算相单元所有正常子模块的能量W_Σ ^fdb：

将相单元能量的参考值和反馈值经PI控制器输出得到相单元环流的分量i_zx ^Σ。

针对桥臂间的能量平衡，首先计算桥臂间的能量偏差的参考值W_Δ ^ref：

计算上、下桥臂间的能量偏差W_Δ ^fdb：

将桥臂能量偏差值的参考信号和反馈值相减，并通过低通滤波器，经PI控制器输出，得到桥臂间的环流分量i_zx ^Δ。

将上述相单元能量平衡控制和桥臂间的能量平衡控制进行叠加，可得到能量平衡所需要的环流分量为：

i_{zx_W} ^ref＝i_zx ^∑+i_zx ^Δ·u_syn (16)

其中，u_syn为网压同步信号。

将上式带入代价函数J₂′中，修正环流分量的参考值。最后，通过FCS-MPC策略，获得各个子模块的脉冲信号。

本发明还提供一种模块化多电平变换器能量分配故障容错控制系统，采用能量分层预测控制，包括交流侧电流控制模块，环流控制模块以及子模块电容电压平衡控制模块。

交流侧电流控制模块，用于进行交流侧电流控制，得到上、下桥臂子模块数最优组合 (N_{px_J1}，N_{nx_J1})，使得交流侧电流代价函数J₁最小。

环流控制模块，用于进行环流控制，在交流侧电流控制的基础上，将上、下桥臂子模块数调整为(N_{px_J1}+ΔN,N_{nx_J1}+ΔN)，ΔN∈(-1,0,1)；从上述ΔN的三种组合中选取最优组合使得桥臂环流代价函数J₂最小，此时，上、下桥臂子模块数最优组合(N_{px_opt},N_{nx_opt})。

子模块电容电压平衡控制模块，用于进行子模块电容电压平衡控制，将获得的上、下桥臂最优投入子模块数N_{px_opt}和N_{nx_opt}，进一步分配至子模块。

本发明申请人结合说明书附图对本发明的实施示例做了详细的说明与描述，但是本领域技术人员应该理解，以上实施示例仅为本发明的优选实施方案，详尽的说明只是为了帮助读者更好地理解本发明精神，而并非对本发明保护范围的限制，相反，任何基于本发明的发明精神所作的任何改进或修饰都应当落在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种模块化多电平变换器能量分配故障容错控制方法，其特征在于，采用能量分层预测控制方法，包括交流侧电流控制，环流控制以及子模块电容电压平衡控制，具体步骤如下：

(1)进行交流侧电流控制，得到上、下桥臂子模块数最优组合(N_{px_J1}，N_{nx_J1})，使得交流侧电流代价函数J₁最小；

(2)进行环流控制，在步骤(1)的基础上，上、下桥臂子模块数可调整为(N_{px_J1}+ΔN,N_{nx_J1}+ΔN)，ΔN∈(-1,0,1)；从上述ΔN的三种组合中选取最优组合使得桥臂环流代价函数J₂最小，此时，上、下桥臂子模块数最优组合(N_{px_opt},N_{nx_opt})；

(3)进行子模块电容电压平衡控制，将步骤(2)获得的上、下桥臂最优投入子模块数N_{px_opt}和N_{nx_opt}，进一步分配至子模块。

2.根据权利要求1所述的模块化多电平变换器能量分配故障容错控制方法，其特征在于，所述步骤(1)中，任意时刻上、下桥臂投入子模块个数之和保持N不变，上、下桥臂投入子模块个数的组合可能为：

(N_px(k),N_nx(k))∈((0,N),(1,N-1),…,(N-1,1),(N,0))

其中，N_px(k)和N_nx(k)表示k时刻上、下桥臂投入子模块个数；

交流侧电流代价函数J₁：

J₁＝|i_sx(k+1)-i_sx ^ref(k+1)|

其中，i_sx ^ref为交流侧电流准确跟踪指令值，i_sx(k+1)为交流侧电流在k+1时刻的预测值。

3.根据权利要求1所述的模块化多电平变换器能量分配故障容错控制方法，其特征在于，所述步骤(2)中，桥臂环流代价函数J₂：

J₂＝|i_zx(k+1)-i_zx ^ref(k+1)|

其中，i_zx ^ref为环流准确跟踪指令值，i_zx(k+1)为桥臂电流在k+1时刻的预测值；

其中，P为直流侧传输至交流侧的功率，U_dc为直流侧电压。

4.根据权利要求1所述的模块化多电平变换器能量分配故障容错控制方法，其特征在于，所述步骤(3)中，子模块电容电压平衡控制具体步骤：

采样桥臂电流，若桥臂电流i_pnx>0，进一步判断各个子模块的状态；若子模块处于切除状态且子模块的电压高于电压下限值u_{c_Lim}，则将各子模块的电容电压乘以系数k_c，并将子模块的电容电压更新为u_{cdc_N}[i]；若子模块处于投入状态，且子模块的电容电压低于下限值u_{c_Lim}，则子模块电容电压更新值保持原电容电压值不变；最后对更新后的子模块电容电压u_{cdc_N}[i]进行排序，并选取电压最低的N_{p,nx_opt}个子模块投入；

若桥臂电流i_pnx<0，子模块的投入准则类似，对更新后的子模块电容电压u_{cdc_N}[i]进行排序，并选取电压最高的N_{p,nx_opt}个子模块投入。

5.根据权利要求1所述的模块化多电平变换器能量分配故障容错控制方法，其特征在于，所述步骤(2)中，在环流准确跟踪指令值基础上叠加用于桥臂能量平衡控制的环流分量i_{zx_W} ^ref，故桥臂环流代价函数更新为J₂'：

J₂'＝|i_zx(k+1)-(i_zx ^ref(k+1)+i_{zx_W} ^ref)|

由此，依据J₂'的最小值选取对应的投入个数。

6.根据权利要求5所述的模块化多电平变换器能量分配故障容错控制方法，其特征在于，用于桥臂能量平衡控制的环流分量i_{zx_W} ^ref：

i_{zx_W} ^ref＝i_zx ^Σ+i_zx ^Δ·u_syn

其中，i_zx ^Σ为相单元环流分量，i_zx ^Δ为桥臂间环流分量，u_syn为网压同步信号。

7.根据权利要求6所述的模块化多电平变换器能量分配故障容错控制方法，其特征在于，相单元环流分量计算步骤：

获取各个桥臂子模块的故障信息，得到相单元能量参考值W_Σ ^ref：

其中，F_px、F_nx分别为上桥臂和下桥臂故障子模块的个数，C为子模块电容容值；

采样各个子模块的电容电压u_cdci以及子模块的故障状态，S_i＝0表示i个子模块故障，S_i＝1表示该模块正常；计算相单元所有正常子模块的能量W_Σ ^fdb：

将相单元能量参考值和反馈值经PI控制器输出得到相单元环流的分量i_zx ^Σ。

8.根据权利要求6所述的模块化多电平变换器能量分配故障容错控制方法，其特征在于，桥臂间环流分量计算步骤：

计算桥臂间的能量偏差参考值W_Δ ^ref：

计算上、下桥臂间的能量偏差W_Δ ^fdb：

将桥臂能量偏差值的参考信号和反馈值相减，并通过低通滤波器，经PI控制器输出，得到桥臂间的环流分量i_zx ^Δ。

9.一种模块化多电平变换器能量分配故障容错控制系统，其特征在于，所述系统采用能量分层预测控制，包括交流侧电流控制模块，环流控制模块以及子模块电容电压平衡控制模块；

交流侧电流控制模块，用于进行交流侧电流控制，得到上、下桥臂子模块数最优组合(N_{px_J1}，N_{nx_J1})，使得交流侧电流代价函数J₁最小；

环流控制模块，用于进行环流控制，在交流侧电流控制的基础上，将上、下桥臂子模块数调整为(N_{px_J1}+ΔN,N_{nx_J1}+ΔN)，ΔN∈(-1,0,1)；从上述ΔN的三种组合中选取最优组合使得桥臂环流代价函数J₂最小，此时，上、下桥臂子模块数最优组合(N_{px_opt},N_{nx_opt})；

子模块电容电压平衡控制模块，用于进行子模块电容电压平衡控制，将获得的上、下桥臂最优投入子模块数N_{px_opt}和N_{nx_opt}，进一步分配至子模块。

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