CN114123825A - 共享固有子模块的mmc子模块故障容错方法及电力电子装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种共享固有子模块的MMC子模块故障容错方法及电力电子装置，属于MMC容错控制领域，方法包括：当第一桥臂中存在待投入MMC子模块的数量大于MMC子模块的最大可投入数量时，根据第一桥臂中MMC子模块的缺失值，计算A、B、C三相的第一桥臂所需要的MMC补偿子模块的第一最优数量，缺失值为待投入MMC子模块的数量与MMC子模块的最大可投入数量之间的差值，第一桥臂为上桥臂和下桥臂中的一种；基于第一最优数量，利用A、B、C三相的第二桥臂中冗余的MMC子模块，分别对相应相的第一桥臂中缺失的MMC子模块进行容错补偿，第二桥臂为上桥臂和下桥臂中的另一种。故障子模块数量超过冗余的情况下，仍能保障三相MMC系统对外维持正常运行。

Description

共享固有子模块的MMC子模块故障容错方法及电力电子装置
技术领域
本发明属于MMC容错控制领域，更具体地，涉及一种共享固有子模块的MMC子模块故障容错方法及电力电子装置。
背景技术
模块化多电平变换器(Modular Multilevel Converter，MMC)凭借其模块化设计、可拓展性、谐波性能好、开关频率低、损耗小等特点，在高压直流输电等工业领域广泛应用。由于MMC中子模块数量多，因此，由子模块内部开关管故障引起的可靠性问题研究十分重要。
针对子模块故障，目前多采取投入硬件冗余子模块的方法来维持电压的正常输出，保证MMC持续稳定运行。MMC中硬件冗余子模块数越多，其运行可靠性越高，但是会导致成本、系统运行损耗以及控制复杂度增加。因此，实际应用中，硬件冗余是有限的，一旦故障子模块数量超过冗余子模块数量，其所处桥臂将会产生电平缺失，导致MMC直流侧以及交流侧端口电压畸变，并给交流电压引入直流偏置，电能质量严重恶化，MMC不能维持正常运行。在不增加硬件冗余子模块的情况下，通过程序修改优化使MMC在故障子模块数量超过冗余子模块数量的情况下仍能保持正常输出，在工业上具有优良的应用前景。
发明内容
针对现有技术的缺陷和改进需求，本发明提供了一种共享固有子模块的MMC子模块故障容错方法及电力电子装置，其目的在于共享固有子模块，使得故障子模块数量超过冗余的情况下，仍能保障三相MMC系统对外维持正常运行，提升三相MMC输电系统的运行可靠性。
为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种共享固有子模块的MMC子模块故障容错方法，包括：S1，监测MMC各桥臂中故障MMC子模块的数量，当第一桥臂中存在待投入MMC子模块的数量大于MMC子模块的最大可投入数量时，执行S2，所述第一桥臂为上桥臂和下桥臂中的一种；S2，根据所述第一桥臂中MMC子模块的缺失值，计算A、B、C三相的第一桥臂所需要的MMC补偿子模块的第一最优数量，所述缺失值为待投入MMC子模块的数量与MMC子模块的最大可投入数量之间的差值；S3，基于所述第一最优数量，利用A、B、C三相的第二桥臂中冗余的MMC子模块，分别对相应相的第一桥臂中缺失的MMC子模块进行容错补偿，所述第二桥臂为上桥臂和下桥臂中的另一种。
更进一步地，A、B、C三相的第二桥臂中冗余的MMC子模块的数量均不小于最大缺失值，所述S2中的第一最优数量为所述最大缺失值，所述最大缺失值为所述缺失值中的最大值；所述S3包括：A、B、C三相的第一桥臂中少投入第一最优数量个MMC子模块，A、B、C三相的第二桥臂中多投入第一最优数量个MMC子模块。
更进一步地，A、B、C三相的第二桥臂中冗余的MMC子模块的数量的最小值小于最大缺失值，所述最大缺失值为所述缺失值中的最大值，所述S2包括：S21，计算将所述最大缺失值作为容错补偿数量时A、B、C三相的各桥臂中缺少的MMC子模块的数量的最大值；S22，将所述最大缺失值减1，重复执行所述S21，直至所述最大缺失值为0；S23，将多次执行所述S21时得到的多个最大值中的最小值对应的最大缺失值设置为所述第一最优数量。
更进一步地，当多次执行所述S21时得到的多个最大值中的最小值对应多个最大缺失值时，所述S23中将多个最大缺失值中的最大值设置为所述第一最优数量。
更进一步地，所述S3包括：判断各相的第一桥臂中MMC子模块的缺失值是否大于所述第一最优数量，若大于，其第一桥臂中少投入其缺失值个MMC子模块，否则，其第一桥臂中少投入第一最优数量个MMC子模块；判断各相的第二桥臂中MMC子模块的冗余数量是否小于所述第一最优数量，若小于，其第二桥臂中多投入其冗余数量个MMC子模块，否则，其第二桥臂中多投入第一最优数量个MMC子模块。
更进一步地，所述S3之后还包括：S4，当第一桥臂输出电平出现第一个波谷时，根据所述第一桥臂中进行能量补偿时所需的MMC子模块的补偿数量，计算第二最优数量，所述补偿数量为故障MMC子模块的数量与待投入MMC子模块的数量之间的差值；S5，基于所述第二最优数量，增加第一桥臂中投入的MMC子模块的数量，减少第二桥臂中投入的MMC子模块的数量，以进行反向电平补偿。
更进一步地，A、B、C三相的第一桥臂中冗余的MMC子模块的数量均不小于最大补偿数量，所述S4中的第二最优数量为所述最大补偿数量，所述最大补偿数量为所述补偿数量中的最大值；所述S5包括：A、B、C三相的第二桥臂中少投入第二最优数量个MMC子模块，A、B、C三相的第一桥臂中多投入第二最优数量个MMC子模块。
更进一步地，A、B、C三相的第一桥臂中冗余的MMC子模块的数量的最小值小于最大补偿数量，所述最大补偿数量为所述补偿数量中的最大值，所述S4包括：S41，计算将所述最大补偿数量作为能量补偿数量时A、B、C三相的第一桥臂中缺少的MMC子模块的数量的最大值；S42，将所述最大补偿数量减1，重复执行所述S41，直至所述最大补偿数量为0；S43，将多次执行所述S41时得到的多个最大值中的最小值对应的最大补偿数量设置为所述第二最优数量。
更进一步地，所述S5包括：判断各相的第一桥臂中MMC子模块的冗余数量是否小于所述第二最优数量，若小于，其第一桥臂中多投入其冗余数量个MMC子模块，否则，其第一桥臂中多投入第二最优数量个MMC子模块；各相的第二桥臂中少投入第二最优数量个MMC子模块。
按照本发明的另一个方面，提供了一种电力电子装置，包括：处理器；存储器，其存储有计算机可执行程序，所述程序在被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如上所述的共享固有子模块的MMC子模块故障容错方法。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案，能够取得以下有益效果：
(1)MMC系统中，每相的上、下桥臂共享固有子模块，各相之间协同进行容错，在不增加硬件成本的前提下增大子模块的冗余数目，使得故障子模块数量超过冗余的情况下，仍能保障三相MMC系统对外维持正常运行，提升三相MMC输电系统的运行可靠性，且可以在进行三相MMC系统设计时适当减少桥臂子模块的数量，降低系统设计成本及控制复杂度，该方法易于实现，具有良好的可拓展性；
(2)当第二桥臂中冗余的MMC子模块的数量不足时，即在子模块故障较多的情况下，逐次减小容错补偿数量去寻找最优值以进行容错控制，使得桥臂电压畸变最小，从而将因子模块不足而导致的负面效果降至最低；
(3)容错控制拉低了故障桥臂的相电压，由此，当故障桥臂输出电平处于波谷处时，对桥臂能量进行补偿，消除交流电压的直流偏置。
附图说明
图1为本发明实施例提供的共享固有子模块的MMC子模块故障容错方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的三相MMC系统的电路图；
图3为本发明实施例提供的三相MMC系统的整体控制流程图；
图4为本发明另一实施例提供的共享固有子模块的MMC子模块故障容错方法的流程图；
图5为本发明实施例提供的共享固有子模块的MMC子模块故障容错方法下输出电平的波形图；
图6为本发明实施例提供的共享固有子模块的MMC子模块故障容错方法下相电压和线电压的波形图；
图7为本发明实施例提供的电力电子装置的框图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
在本发明中，本发明及附图中的术语“第一”、“第二”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
图1为本发明实施例提供的共享固有子模块的MMC子模块故障容错方法的流程图。参阅图1，结合图2-图6，对本实施例中共享固有子模块的MMC子模块故障容错方法进行详细说明，方法包括操作S1-操作S3。
操作S1，监测MMC各桥臂中故障MMC子模块的数量，当第一桥臂中存在待投入MMC子模块的数量大于MMC子模块的最大可投入数量时，执行操作S2，第一桥臂为上桥臂和下桥臂中的一种。
参阅图2，示出了本实施例中共享固有子模块的MMC子模块故障容错方法所适用的三相MMC系统的结构，三相MMC直流侧与直流电源或整流阀相连，阀侧通过Δ/Y连接方式的变压器与交流电网相连。三相MMC系统共6个桥臂，每个桥臂中包含N个MMC子模块，每个桥臂配置有与子模块数量相等的电压传感器以测量电容电压，以及配置有一个电流传感器以测量桥臂电流。
参阅图3，示出了图2所示三相MMC系统的整体控制流程。整体控制部分包括系统输入、系统处理和系统输出三部分。系统输入部分对系统运行的电气量进行采样，输入到DSP控制芯片中进行计算。系统处理部分对采样得到的电气量进行计算，对该系统传输的功率、桥臂的能量、系统内部的环流进行控制，得到期望的桥臂电流值，利用比例积分控制器得到期望电压值，进而得到三相MMC上、下桥臂待投入的子模块数量。系统输出部分执行本实施例中共享固有子模块的MMC子模块故障容错方法，以调整实际投入的子模块的数量，并根据子模块电容电压排序和桥臂电流方向进行平衡，确定最终的调制信号。
通过前级控制得到三相MMC系统中每个桥臂需要投入的子模块个数。将A、B、C三相MMC上桥臂中待投入MMC子模块的数量分别记为Na,p、Nb,p、Nc,p；A、B、C三相MMC下桥臂中待投入MMC子模块的数量分别记为Na,n、Nb,n、Nc,n；A、B、C三相MMC上桥臂中出现故障并已经被旁路的MMC子模块的数量记为Na,pf、Nb,pf、Nc,pf；A、B、C三相MMC下桥臂中出现故障并已经被旁路的MMC子模块的数量记为Na,nf、Nb,nf、Nc,nf；直流侧电压为Vdc；每个桥臂中MMC子模块的数量记为N。
本实施例中，以第一桥臂为上桥臂、第二桥臂为下桥臂为例，说明该共享固有子模块的MMC子模块故障容错方法。第一桥臂为下桥臂、第二桥臂为上桥臂时的工作原理及过程类似，本实施例中不再赘述。
当检测到A、B、C三相MMC上桥臂中存在待投入MMC子模块的数量大于MMC子模块的最大可投入数量时，执行操作S2。即当检测到以下三种情况中的一种或多种情况出现时，执行操作S2：
Na,p＞N-Na,pf
Nb,p＞N-Nb,pf
Nc,p＞N-Nc,pf
操作S2，根据第一桥臂中MMC子模块的缺失值，计算A、B、C三相的第一桥臂所需要的MMC补偿子模块的第一最优数量，缺失值为待投入MMC子模块的数量与MMC子模块的最大可投入数量之间的差值。
操作S3，基于第一最优数量，利用A、B、C三相的第二桥臂中冗余的MMC子模块，分别对相应相的第一桥臂中缺失的MMC子模块进行容错补偿，第二桥臂为上桥臂和下桥臂中的另一种。
根据本发明的一实施例，常规工况下，A、B、C三相的第二桥臂中冗余的MMC子模块的数量均不小于最大缺失值，操作S2中的第一最优数量为最大缺失值，最大缺失值为缺失值中的最大值。操作S3包括：A、B、C三相的第一桥臂中少投入第一最优数量个MMC子模块，A、B、C三相的第二桥臂中多投入第一最优数量个MMC子模块。
仍以第一桥臂为上桥臂、第二桥臂为下桥臂为例，A、B、C三相的上桥臂中MMC子模块的缺失值分别为Na,mis、Nb,mis、Nc,mis：
Na,mis＝Na,p–(N-Na,pf)
Nb,mis＝Nb,p–(N-Nb,pf)
Nc,mis＝Nc,p–(N-Nc,pf)
取这三个缺失值中的最大值作为第一最优数量Nmis：
Nmis＝max{Na,mis，Nb,mis，Nc,mis}
A、B、C三相的上桥臂投入的MMC子模块的数量均减少Nmis个；A、B、C三相的下桥臂投入的MMC子模块的数量均增加Nmis个。
对于A相上、下桥臂而言，其上桥臂电压Va,p、下桥臂电压Va,n和A相相电压Va分别为：
Figure BDA0003361583450000071
Figure BDA0003361583450000081
Figure BDA0003361583450000082
对于B相上、下桥臂而言，其上桥臂电压Vb,p、下桥臂电压Vb,n和B相相电压Vb分别为：
Figure BDA0003361583450000083
Figure BDA0003361583450000084
Figure BDA0003361583450000085
对于C相上、下桥臂而言，其上桥臂电压Vc,p、下桥臂电压Vc,n和C相相电压Vc分别为：
Figure BDA0003361583450000086
Figure BDA0003361583450000087
Figure BDA0003361583450000088
参阅上述三相相电压表达式，可以看到三相相电压输出均叠加了相同的电压偏置，三相MMC的线电压为：
Figure BDA0003361583450000089
Figure BDA00033615834500000810
Figure BDA00033615834500000811
可以看出，三相相电压中的电压偏置被抵消，三相线电压的输出与期望保持一致，三相MMC系统保持正常运行。
根据本发明的另一实施例，极端工况下，A、B、C三相的第二桥臂中冗余的MMC子模块的数量的最小值小于最大缺失值，最大缺失值为缺失值中的最大值，操作S2包括子操作S21-子操作S23，操作S3包括子操作S31-子操作S32。
在子操作S21中，计算将最大缺失值作为容错补偿数量时A、B、C三相的各桥臂中缺少的MMC子模块的数量的最大值。
在子操作S22中，将最大缺失值减1，重复执行子操作S21，直至最大缺失值为0。
仍以第一桥臂为上桥臂、第二桥臂为下桥臂为例，假设A、B、C三相的上桥臂中MMC子模块的缺失值分别为1、2、4，A、B、C三相的下桥臂中冗余的MMC子模块的数量2、4、5。
假设将最大缺失值4作为容错补偿数量进行容错补偿，容错补偿后A、B、C三相上桥臂中缺少的MMC子模块的数量均为0，容错补偿后A、B、C三相下桥臂中缺少的MMC子模块的数量则分别为2、0、0，缺少的MMC子模块的数量的最大值为2。
最大缺失值4减1后为3，假设将最大缺失值3作为容错补偿数量进行容错补偿，容错补偿后A、B、C三相上桥臂中缺少的MMC子模块的数量均为0、0、1，容错补偿后A、B、C三相下桥臂中缺少的MMC子模块的数量则分别为1、0、0，缺少的MMC子模块的数量的最大值为1。
最大缺失值3减1后为2，假设将最大缺失值2作为容错补偿数量进行容错补偿，容错补偿后A、B、C三相上桥臂中缺少的MMC子模块的数量均为0、0、2，容错补偿后A、B、C三相下桥臂中缺少的MMC子模块的数量则分别为0、0、0，缺少的MMC子模块的数量的最大值为2。当判断到缺少的MMC子模块的数量的最大值变大时，或者当判断到缺少的MMC子模块的数量的最大值变为0时，便可停止重复执行子操作S21。
在子操作S23中，将多次执行S21时得到的多个最大值中的最小值对应的最大缺失值设置为第一最优数量。上述示例中，第一最优数量为3。
根据本发明的实施例，若多次执行子操作S21时得到的多个最大值中的最小值对应多个最大缺失值时，子操作S23中将多个最大缺失值中的最大值设置为第一最优数量。
在子操作S31中，判断各相的第一桥臂中MMC子模块的缺失值是否大于第一最优数量，若大于，其第一桥臂中少投入其缺失值个MMC子模块，否则，其第一桥臂中少投入第一最优数量个MMC子模块。
在子操作S32中，判断各相的第二桥臂中MMC子模块的冗余数量是否小于第一最优数量，若小于，其第二桥臂中多投入其冗余数量个MMC子模块，否则，其第二桥臂中多投入第一最优数量个MMC子模块。
对于上述示例，第一最优数量为3，A、B、C三相的上桥臂中少投入的MMC子模块的数量分别为3、3、4；A、B、C三相的下桥臂中多投入的MMC子模块的数量分别为2、3、3，以最大程度地抵消三相相电压中的电压偏置，使得三相线电压的输出与期望尽量保持一致。
参阅图4，根据本发明的实施例，操作S3之后还包括操作S4和操作S5。
操作S4，当第一桥臂输出电平出现第一个波谷时，根据第一桥臂中进行能量补偿时所需的MMC子模块的补偿数量，计算第二最优数量，补偿数量为故障MMC子模块的数量与待投入MMC子模块的数量之间的差值。
操作S5，基于第二最优数量，增加第一桥臂中投入的MMC子模块的数量，减少第二桥臂中投入的MMC子模块的数量，以进行反向电平补偿。
第一桥臂输出电平出现第一个波谷的判断方式为：当第一桥臂中待投入MMC子模块的数量小于其故障MMC子模块的数量时，判定第一桥臂的输出电平处于波谷处，此时需要在故障桥臂输出电平波谷处对称采用反向电平补偿，对桥臂能量进行补偿，消除交流电压的直流偏置。
根据本发明的一实施例，常规工况下，A、B、C三相的第一桥臂中冗余的MMC子模块的数量均不小于最大补偿数量，操作S4中的第二最优数量为最大补偿数量，最大补偿数量为补偿数量中的最大值。操作S5包括：A、B、C三相的第二桥臂中少投入第二最优数量个MMC子模块，A、B、C三相的第一桥臂中多投入第二最优数量个MMC子模块。
仍以第一桥臂为上桥臂、第二桥臂为下桥臂为例，A、B、C三相的上桥臂中进行能量补偿时所需的MMC子模块的补偿数量分别为Na,compensate、Nb,compensate、Nc,compensate：
Na,compensate＝Na,pf–Na,p
Nb,compensate＝Nb,pf–Nb,p
Nc,compensate＝Nc,pf–Nc,p
取这三个补偿数量中的最大值作为第二最优数量Ncompensate：
Ncompensate＝max{Na,compensate，Nb,compensate，Nc,compensate}
A、B、C三相的下桥臂中少投入Ncompensate个MMC子模块，A、B、C三相的上桥臂中多投入Ncompensate个MMC子模块。
根据本发明的另一实施例，极端工况下，A、B、C三相的第一桥臂中冗余的MMC子模块的数量的最小值小于最大补偿数量，最大补偿数量为补偿数量中的最大值，操作S4包括子操作S41-子操作S43，操作S5包括子操作S51-子操作S52。
在子操作S41中，计算将最大补偿数量作为能量补偿数量时A、B、C三相的第一桥臂中缺少的MMC子模块的数量的最大值。
在子操作S42中，将最大补偿数量减1，重复执行S41，直至最大补偿数量为0。
仍以第一桥臂为上桥臂、第二桥臂为下桥臂为例，假设A、B、C三相的上桥臂中进行能量补偿时所需的MMC子模块的补偿数量分别为1、2、4，A、B、C三相的上桥臂中冗余的MMC子模块的数量分别为4、3、3。
假设将最大补偿数量4作为能量补偿数量进行能量补偿，能量补偿后A、B、C三相上桥臂中缺少的MMC子模块的数量分别为0、1、1，缺少的MMC子模块的数量的最大值为1。
最大补偿数量4减1后为3，假设将最大补偿数量3作为能量补偿数量进行能量补偿，能量补偿后A、B、C三相上桥臂中缺少的MMC子模块的数量分别为0、0、0，缺少的MMC子模块的数量的最大值为0。当判断到缺少的MMC子模块的数量的最大值变大时，或者当判断到缺少的MMC子模块的数量的最大值变为0时，便可停止重复执行子操作S41。
在子操作S43中，将多次执行S41时得到的多个最大值中的最小值对应的最大补偿数量设置为第二最优数量。上述示例中，第二最优数量为3。
若多次执行子操作S41时得到的多个最大值中的最小值对应多个最大补偿数量时，子操作S43中将多个最大补偿数量中的最大值设置为第二最优数量。
在子操作S51中，判断各相的第一桥臂中MMC子模块的冗余数量是否小于第二最优数量，若小于，其第一桥臂中多投入其冗余数量个MMC子模块，否则，其第一桥臂中多投入第二最优数量个MMC子模块.
在子操作S52中，各相的第二桥臂中少投入第二最优数量个MMC子模块。
对于上述示例，第二最优数量为3，A、B、C三相的上桥臂中多投入的MMC子模块的数量分别为3、3、3；A、B、C三相的下桥臂中少投入的MMC子模块的数量分别为3、3、3，以最大程度地对子模块故障容错进行能量补偿，消除交流侧直流偏置。
需要说明的是，由于三相MMC各桥臂电压的输出特性，上桥臂电压波峰与下桥臂电压波谷同时出现，MMC子模块不足的情况仅会单独在上桥臂或者下桥臂中出现，若上、下桥臂中同时出现MMC子模块不足的情况，则表明故障子模块过多，系统应停机检修。基于本实施例中方法更新后的各桥臂需投入MMC子模块数量，经过电容电压平衡控制，即可得到最终的开关管驱动信号，并投入到三相MMC系统进行应用，可以维持系统电压的无畸变输出。
参阅图5和图6，示出了基于本实施例所示方法进行控制后的输出电平波形。该实施例中，每相桥臂各有6个MMC子模块，其中，A相上桥臂有2个MMC子模块故障并已被旁路。在tF1时刻，A相上桥臂待投入子模块数目为5个，超过该桥臂正常工作子模块数目4个，基于本实施例中的故障容错方法，利用其他桥臂的空闲MMC子模块进行补偿，在tF1至tF2时刻，使三相MMC上桥臂的投入子模块数目均减少1个，使三相MMC下桥臂的投入子模块数目均增加1个；在tF3时刻，A相上桥臂的待投入子模块数目为1，少于该桥臂故障子模块数目，对该桥臂故障所引起的直流偏置进行补偿，在tF3至tF4时刻，使三相MMC上桥臂的投入子模块数目均增加1个，使三相MMC下桥臂的投入子模块数目均减少1个。修正前后故障桥臂的投入子模块数目Na,n、补偿子模块数目Nmis和Ncompensate值如图5所示；修正前后三相MMC的各桥臂投入子模块数目、三相MMC交流线电压输出如图6所示。结合图5和图6可知，在故障子模块超过冗余子模块的情况下，本实施例中所提出的故障容错方法仍能保证三相MMC的正常输出。
本公开的实施例还示出了一种电力电子装置，如图7所示，电力电子装置700包括处理器710、可读存储介质720。该电力电子装置700可以执行上面图1-图6中描述的共享固有子模块的MMC子模块故障容错方法。
具体地，处理器710例如可以包括通用微处理器、指令集处理器和/或相关芯片组和/或专用微处理器(例如，专用集成电路(ASIC))，等等。处理器710还可以包括用于缓存用途的板载存储器。处理器710可以是用于执行参考图1-图6描述的根据本公开实施例的方法流程的不同动作的单一处理单元或者是多个处理单元。
可读存储介质720，例如可以是能够包含、存储、传送、传播或传输指令的任意介质。例如，可读存储介质可以包括但不限于电、磁、光、电磁、红外或半导体系统、装置、器件或传播介质。可读存储介质的具体示例包括：磁存储装置，如磁带或硬盘(HDD)；光存储装置，如光盘(CD-ROM)；存储器，如随机存取存储器(RAM)或闪存；和/或有线/无线通信链路。
可读存储介质720可以包括计算机程序721，该计算机程序721可以包括代码/计算机可执行指令，其在由处理器710执行时使得处理器710执行例如上面结合图1-图6所描述的方法流程及其任何变形。
计算机程序721可被配置为具有例如包括计算机程序模块的计算机程序代码。例如，在示例实施例中，计算机程序721中的代码可以包括一个或多个程序模块，例如包括模块721A、模块721B、……。应当注意，模块的划分方式和个数并不是固定的，本领域技术人员可以根据实际情况使用合适的程序模块或程序模块组合，当这些程序模块组合被处理器710执行时，使得处理器710可以执行例如上面结合图1-图6所描述的方法流程及其任何变形。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种共享固有子模块的MMC子模块故障容错方法，其特征在于，包括：
S1，监测MMC各桥臂中故障MMC子模块的数量，当第一桥臂中存在待投入MMC子模块的数量大于MMC子模块的最大可投入数量时，执行S2，所述第一桥臂为上桥臂和下桥臂中的一种；
S2，根据所述第一桥臂中MMC子模块的缺失值，计算A、B、C三相的第一桥臂所需要的MMC补偿子模块的第一最优数量，所述缺失值为待投入MMC子模块的数量与MMC子模块的最大可投入数量之间的差值；
S3，基于所述第一最优数量，利用A、B、C三相的第二桥臂中冗余的MMC子模块，分别对相应相的第一桥臂中缺失的MMC子模块进行容错补偿，所述第二桥臂为上桥臂和下桥臂中的另一种。
2.如权利要求1所述的共享固有子模块的MMC子模块故障容错方法，其特征在于，A、B、C三相的第二桥臂中冗余的MMC子模块的数量均不小于最大缺失值，所述S2中的第一最优数量为所述最大缺失值，所述最大缺失值为所述缺失值中的最大值；
所述S3包括：A、B、C三相的第一桥臂中少投入第一最优数量个MMC子模块，A、B、C三相的第二桥臂中多投入第一最优数量个MMC子模块。
3.如权利要求1所述的共享固有子模块的MMC子模块故障容错方法，其特征在于，A、B、C三相的第二桥臂中冗余的MMC子模块的数量的最小值小于最大缺失值，所述最大缺失值为所述缺失值中的最大值，所述S2包括：
S21，计算将所述最大缺失值作为容错补偿数量时A、B、C三相的各桥臂中缺少的MMC子模块的数量的最大值；
S22，将所述最大缺失值减1，重复执行所述S21，直至所述最大缺失值为0；
S23，将多次执行所述S21时得到的多个最大值中的最小值对应的最大缺失值设置为所述第一最优数量。
4.如权利要求3所述的共享固有子模块的MMC子模块故障容错方法，其特征在于，当多次执行所述S21时得到的多个最大值中的最小值对应多个最大缺失值时，所述S23中将多个最大缺失值中的最大值设置为所述第一最优数量。
5.如权利要求3所述的共享固有子模块的MMC子模块故障容错方法，其特征在于，所述S3包括：
判断各相的第一桥臂中MMC子模块的缺失值是否大于所述第一最优数量，若大于，其第一桥臂中少投入其缺失值个MMC子模块，否则，其第一桥臂中少投入第一最优数量个MMC子模块；
判断各相的第二桥臂中MMC子模块的冗余数量是否小于所述第一最优数量，若小于，其第二桥臂中多投入其冗余数量个MMC子模块，否则，其第二桥臂中多投入第一最优数量个MMC子模块。
6.如权利要求1-5任一项所述的共享固有子模块的MMC子模块故障容错方法，其特征在于，所述S3之后还包括：
S4，当第一桥臂输出电平出现第一个波谷时，根据所述第一桥臂中进行能量补偿时所需的MMC子模块的补偿数量，计算第二最优数量，所述补偿数量为故障MMC子模块的数量与待投入MMC子模块的数量之间的差值；
S5，基于所述第二最优数量，增加第一桥臂中投入的MMC子模块的数量，减少第二桥臂中投入的MMC子模块的数量，以进行反向电平补偿。
7.如权利要求6所述的共享固有子模块的MMC子模块故障容错方法，其特征在于，A、B、C三相的第一桥臂中冗余的MMC子模块的数量均不小于最大补偿数量，所述S4中的第二最优数量为所述最大补偿数量，所述最大补偿数量为所述补偿数量中的最大值；
所述S5包括：A、B、C三相的第二桥臂中少投入第二最优数量个MMC子模块，A、B、C三相的第一桥臂中多投入第二最优数量个MMC子模块。
8.如权利要求6所述的共享固有子模块的MMC子模块故障容错方法，其特征在于，A、B、C三相的第一桥臂中冗余的MMC子模块的数量的最小值小于最大补偿数量，所述最大补偿数量为所述补偿数量中的最大值，所述S4包括：
S41，计算将所述最大补偿数量作为能量补偿数量时A、B、C三相的第一桥臂中缺少的MMC子模块的数量的最大值；
S42，将所述最大补偿数量减1，重复执行所述S41，直至所述最大补偿数量为0；
S43，将多次执行所述S41时得到的多个最大值中的最小值对应的最大补偿数量设置为所述第二最优数量。
9.如权利要求8所述的共享固有子模块的MMC子模块故障容错方法，其特征在于，所述S5包括：
判断各相的第一桥臂中MMC子模块的冗余数量是否小于所述第二最优数量，若小于，其第一桥臂中多投入其冗余数量个MMC子模块，否则，其第一桥臂中多投入第二最优数量个MMC子模块；
各相的第二桥臂中少投入第二最优数量个MMC子模块。
10.一种电力电子装置，其特征在于，包括：
处理器；
存储器，其存储有计算机可执行程序，所述程序在被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如权利要求1-9中任一项所述的共享固有子模块的MMC子模块故障容错方法。
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