CN115765506A - 功率变换系统及其纹波电流抑制方法 - Google Patents

功率变换系统及其纹波电流抑制方法 Download PDF

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CN115765506A CN202211273333.2A CN202211273333A CN115765506A CN 115765506 A CN115765506 A CN 115765506A CN 202211273333 A CN202211273333 A CN 202211273333A CN 115765506 A CN115765506 A CN 115765506A
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Abstract

本申请提供一种功率变换系统及其纹波电流抑制方法。该功率变换系统包括控制器、M个直流变换单元、母线电容和逆变单元，M个直流变换单元中每个直流变换单元的输入端分别连接一个直流电源，M个直流变换单元的输出端并联后连接逆变单元的输入端，母线电容与逆变单元的输入端并联，逆变单元的输出端用于连接电网或负载；控制器用于在母线电容的纹波电流幅值大于第一阈值时，控制M个直流变换单元中的N个直流变换单元调节输出电流/输入电流，以减小母线电容的纹波电流幅值。M大于或等于2，N为小于M的正整数。本申请可在功率变换系统的输出功率不明显减少的情况下，提升对母线电容纹波电流的抑制效果，提高功率变换系统的长期可靠性。

Description

功率变换系统及其纹波电流抑制方法
技术领域
本申请涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种功率变换系统及其纹波电流抑制方法。
背景技术
新能源发电系统中通常包括多个直流变换电路、母线电容和逆变电路，其中，直流变换电路可以将太阳能发电单元、风能发电单元或者储能电池等供电单元提供的电能转换为直流电，并经过直流母线后传输给逆变电路，逆变电路将该直流电转换为交流电后输出至公共电网；母线电容并联在直流母线上，用于维持直流母线的电压。在新能源发电系统中，母线电容可以吸收直流变换电路和逆变电路由于高频开关工作造成的高频纹波，以及吸收公共电网映射到直流母线上的工频纹波。
本申请的发明人在研究和实践过程中发现，现有技术中，在新能源发电系统的系统功率(如输入功率或者输出功率)变大时，新能源发电系统中直流母线上的母线电容的纹波电流会随之变大，母线电容的损耗也随着增加，降低了母线电容的使用寿命，新能源发电系统的长期可靠性也随之降低。
发明内容
本申请提供了一种功率变换系统及其纹波电流抑制方法，可在使得功率变换系统的输出功率不明显减少的情况下，提升对母线电容纹波电流的抑制效果，降低母线电容的损耗，提高功率变换系统的长期可靠性。
第一方面，本申请提供了一种功率变换系统，该功率变换系统包括控制器、M个直流变换单元、母线电容和逆变单元，该M个直流变换单元中每个直流变换单元的输入端分别连接一个直流电源，该M个直流变换单元的输出端并联后连接该逆变单元的输入端，该母线电容与该逆变单元的输入端并联，该逆变单元的输出端用于连接电网或负载；该控制器用于在该母线电容的纹波电流幅值大于第一阈值时，控制该M个直流变换单元中的N个直流变换单元调节输出电流/输入电流，以减小该母线电容的纹波电流幅值。其中，M为大于或等于2的整数，N为小于M且大于或等于1的整数。纹波是指在直流电压或电流中，叠加在直流稳定量上的交流分量。本申请中母线电容的纹波电流幅值可以指该纹波电流的峰值或有效值。本申请中，在母线电容的纹波电流幅值较大(即大于第一阈值)时，该功率变换系统的控制器通过控制一个或部分直流变换单元调节输出电流/输入电流，并控制另一部分的直流变换单元仍保持正常的功率输出，从而在使得功率变换系统的输出功率不明显减少的情况下，减小母线电容的纹波电流幅值，降低母线电容的损耗，延长母线电容的使用寿命，从而提高功率变换系统的长期可靠性。
在一种可行的实施方式中，上述控制器用于在上述逆变单元的输出电流或者上述M个直流变换单元的输入电流之和大于第二阈值时，确定上述母线电容的纹波电流幅值大于上述第一阈值。这里，第二阈值可以包括第一输入电流阈值和第一输出电流阈值，两者可分别用于与逆变单元的输出电流、M个直流变换单元的输入电流之和进行比较。它们可以是不同的值，也可以是相等的值。逆变单元的输出电流大于第一阈值，可理解为该逆变单元的输出电流中三相电流均大于第二阈值，或该逆变单元的输出电流中三相电流之和大于第二阈值，具体根据实际应用场景确定。这里，逆变单元的输出电流或者M个直流变换单元的输入电流之和来体现母线电容的纹波电流幅值，可以利用现有的电流采样装置得到电流值，有利于减少电路成本，降低系统复杂度。
在一种可行的实施方式中，上述控制器用于在上述母线电容的纹波电流幅值大于上述第一阈值时，控制上述M个直流变换单元中的上述N个直流变换单元调节输出电流/输入电流，输出与上述母线电容的纹波电流方向相反的电流，以通过电流叠加抵消作用减小上述母线电容的纹波电流幅值。可理解的，当控制器控制直流变换单元调节输出电流或输入电流时，均会使得直流变换单元输出符合要求(即电流方向与母线电容的纹波电流方向相反)的电流。这样，在该N个直流变换单元的输出电流与母线电容的纹波电流叠加后，方向相反幅值相等的部分抵消，可以使得母线电容的纹波电流幅值减小，实现对母线电容的纹波电流的抑制。
在一种可行的实施方式中，上述控制器用于生成输出电流控制信号，基于上述输出电流控制信号控制上述N个直流变换单元工作，以调节上述N个直流变换单元的输出电流。或者，上述控制器用于生成输入电流控制信号，基于上述输入电流控制信号控制上述N个直流变换单元工作，以调节上述N个直流变换单元的输入电流。其中，直流变换单元的输入电流和输出电流满足预设比例关系，该预设比例关系可由实际应用场景中的负载需求或电路元件需求确定。本申请中，在母线电容的纹波电流幅值大于第一阈值时，控制器通过生成输出电流控制信号来控制N个直流变换单元工作以调节其输出电流，可以调整直流变换单元的输出电流的纹波，那么相应可以减小流过母线电容的纹波电流幅值，从而可以减少母线电容的损耗，提高功率变换系统的长期可靠性。或者，控制器也可通过生成输入电流控制信号来控制N个直流变换单元工作以调节其输入电流，换句话说，通过对直流变换单元的输入电流进行控制，可间接实现对该直流变换单元的输出电流的控制，从而可实现抑制母线电容的纹波电流，延长母线电容的使用寿命，保证该功率变换系统的长期可靠性。
在一种可行的实施方式中，上述控制器用于基于上述母线电容的电容电流获得第一输出电流基准，并基于上述第一输出电流基准和上述N个直流变换单元的输出电流采样值生成上述输出电流控制信号。其中，第一输出电流基准可以是与母线电容的纹波电流方向相反的电流信号。或者，上述控制器用于基于上述母线电容的电容电流获得第一输入电流基准，并基于上述第一输入电流基准和上述N个直流变换单元的输入电流采样值生成上述输入电流控制信号。其中，第一输入电流基准也是与母线电容的纹波电流方向相反的电流信号。本申请中，通过采样获得母线电容的电容电流，可以准确获得母线电容的电容电流包括的纹波电流的大小，基于该母线电容的电容电流生成第一输出电流基准，相应的，基于第一输出电流基准生成的输出电流控制信号可有效减小母线电容的纹波电流幅度，保证良好的纹波电流抑制效果。而基于该母线电容的电容电流生成第一输入电流基准和输入电流控制信号后，基于该输入电流控制信号可间接实现对直流变换单元的输出电流中的纹波的调整，同样可有效减小母线电容的纹波电流幅度。
在一种可行的实施方式中，上述控制器用于：
基于上述电容电流获得上述电容电流的包络线，并基于上述电容电流的包络线获得上述第一输出电流基准或上述第一输入电流基准；
或者，基于上述电容电流获得上述电容电流的低频分量，并基于上述电容电流的低频分量获得上述第一输出电流基准或上述第一输入电流基准。
其中，上述低频分量是相对概念，可以包括该电容电流的交流成分中频率相对较低且占比较大的部分，具体可根据实际应用场景确定。本申请中，由于母线电容电流的低频分量或包络线均可以准确地体现母线电容的电流纹波，采用以上这些方式来获得第一输入电流基准/第一输出电流基准以控制直流变换单元的输出电流，可以对母线电容的电流纹波起到有效的抑制作用，有利于降低母线电容的损耗，提高功率变换系统的长期可靠性。
在一种可行的实施方式中，上述控制器用于基于上述逆变单元的输出电流，获得第二输出电流基准，并基于上述第二输出电流基准和上述N个直流变换单元的输出电流采样值生成上述输出电流控制信号。或者，上述控制器用于基于上述逆变单元的输出电流，获得第二输入电流基准，并基于上述第二输入电流基准和上述N个直流变换单元的输入电流采样值生成上述输入电流控制信号。本申请中，逆变单元的输出电流中三相电流之和可以体现母线电容的电流纹波，控制器基于该三相电流之和获得第二输出电流基准，并基于此生成输出电流控制信号以控制直流变换单元调节输出电流，可以不额外增加母线电容的电容电流采样模块，仍利用功率变换系统已有的输出电流采样模块来实现对母线电容电流纹波的抑制，进而节省电路成本，降低电路复杂性。另一方面，通过基于该三相电流之和获得第二输入电流基准，并基于此生成输入电流控制信号以控制直流变换单元调节输入电流，可以间接控制直流变换单元调节输出电流。这样，也可以不用增加母线电容的电容电流的采样模块，仍利用功率变换系统已有的输入电流采样模块实现抑制母线电容的电流纹波，有利于节省电路成本，降低电路复杂性。
在一种可行的实施方式中，上述控制器用于：
基于上述逆变单元的输出电流，获得上述逆变单元的输出电流中三相电流之和的包络线，并基于上述三相电流之和的包络线获得上述第二输出电流基准或上述第二输入电流基准；
或者，基于上述逆变单元的输出电流，获得逆变单元的输出电流中三相电流之和的低频分量，并基于三相电流之和的低频分量获得上述第二输出电流基准或上述第二输入电流基准。
本申请中，逆变单元的输出电流中三相电流之和的低频分量/包络线均可准确体现母线电容的电流纹波，采用这些方式来获得第二输出电流基准/第二输入电流基准以控制直流变换单元的输出电流，可以对母线电容的电流纹波起到有效的抑制作用，有利于降低母线电容的损耗，提高功率变换系统的长期可靠性，不会额外增加电路成本，适用性强。
在一种可行的实施方式中，上述控制器用于在上述母线电容的纹波电流幅值大于第三阈值时，控制上述M个直流变换单元中的K个直流变换单元调节输出电流/输入电流，以减小上述母线电容的纹波电流幅值，上述第三阈值大于或等于上述第一阈值，K为小于M的整数。
在一种可行的实施方式中，上述控制器还用于在控制上述K个直流变换单元调节输出电流/输入电流以减小上述母线电容的纹波电流幅值，且母线电容的纹波电流幅值大于第四阈值时，控制上述M个直流变换单元中除上述K个直流变换单元之外的T个其他直流变换单元调节输出电流/输入电流，以减小上述母线电容的纹波电流幅值，上述第四阈值大于或等于上述第三阈值。本申请中，可以实现根据母线电容的纹波电流幅值的大小，依次控制N个直流变换单元调节输出电流/输入电流，来逐步影响功率变换系统中直流母线的输入电流，从而实现对母线电容的纹波电流的抑制。另外，控制多个直流变换单元逐步切换为电流纹波抑制模式，可以在实现抑制母线电容的纹波电流的同时，尽可能控制较多的直流变换单元仍工作于常规模式以提升功率变换系统的整体功率。
在一种可行的实施方式中，上述控制器还用于：
在控制上述T个其他直流变换单元调节输出电流/输入电流以减小母线电容的纹波电流幅值，且上述母线电容的纹波电流幅值小于上述第三阈值时，基于参考控制信号控制上述T个其他直流变换单元工作，以调节上述T个其他直流变换单元的输入电流/输入电压，该参考控制信号基于预设电流基准或预设电压基准得到。该参考控制信号可以是控制器控制直流变换单元正常工作以输出功率时的控制信号。在本申请中，控制器可基于母线电容的纹波电流幅值的实时变化相应控制直流变换单元的工作状态，在母线电容的纹波电流幅值较小时及时控制之前工作于电流波抑制模式的直流变换单元切换回常规模式，以保证功率变换系统的整体输出功率。
在一种可行的实施方式中，上述控制器还用于：
在控制上述K个直流变换单元调节输出电流/输入电流以抑制上述母线电容的纹波电流，且上述母线电容的纹波电流幅值小于上述第三阈值时，基于上述参考控制信号控制上述K个直流变换单元中的一个或多个直流变换单元工作，以调节上述一个或多个直流变换单元的输入电流/输入电压。本申请中，控制器在母线电容的纹波电流幅值较小时，依次控制部分工作于电流纹波抑制模式的直流变换单元切换回常规模式，以在抑制母线电容的纹波电流的同时提升功率变换系统的输出功率。这样既可以延长母线电容的使用寿命，又可以保证功率变换系统的输出功率，实现对功率变换系统的工作效率和长期可靠性的兼顾。
第二方面，本申请提供了一种功率变换系统的纹波电流抑制方法，该方法应用于功率变换系统中的控制器，该功率变换系统还包括M个直流变换单元、母线电容和逆变单元，该M个直流变换单元中每个直流变换单元的输入端分别连接一个直流电源，该M个直流变换单元的输出端并联后连接该逆变单元的输入端，该母线电容与该逆变单元的输入端并联，该逆变单元的输出端用于连接电网或负载；该方法包括：
在该母线电容的纹波电流幅值大于第一阈值时，控制该M个直流变换单元中的N个直流变换单元调节输出电流/输入电流，以减小该母线电容的纹波电流幅值，其中，M为大于或等于2的整数，N为小于M且大于或等于1的整数。
在一种可行的实施方式中，该方法还包括：
在上述逆变单元的输出电流或者上述M个直流变换单元的输入电流之和大于第二阈值时，确定上述母线电容的纹波电流幅值大于上述第一阈值。
在一种可行的实施方式中，上述在母线电容的纹波电流幅值大于第一阈值时，控制M个直流变换单元中的N个直流变换单元调节输出电流/输入电流，以减小母线电容的纹波电流幅值，包括：
在上述母线电容的纹波电流幅值大于上述第一阈值时，控制上述M个直流变换单元中的上述N个直流变换单元调节输出电流/输入电流，输出与上述母线电容的纹波电流方向相反的电流，以通过电流叠加抵消作用减小上述母线电容的纹波电流幅值。
在一种可行的实施方式中，上述控制M个直流变换单元中的N个直流变换单元调节输出电流，包括：
生成输出电流控制信号，基于上述输出电流控制信号控制N个直流变换单元工作，以调节N个直流变换单元的输出电流。
或者，上述控制M个直流变换单元中的N个直流变换单元调节输入电流，包括：
生成输入电流控制信号，基于上述输入电流控制信号控制N个直流变换单元工作，以调节N个直流变换单元的输入电流。
在一种可行的实施方式中，上述生成输出电流控制信号，包括：
基于上述母线电容的电容电流获得第一输出电流基准，并基于上述第一输出电流基准和上述N个直流变换单元的输出电流采样值生成上述输出电流控制信号。
或者，上述生成输入电流控制信号，包括：
基于上述母线电容的电容电流获得第一输入电流基准，并基于上述第一输入电流基准和上述N个直流变换单元的输入电流采样值生成上述输入电流控制信号。
在一种可行的实施方式中，上述基于上述母线电容的电容电流获得第一输出电流基准，包括：
基于上述电容电流获得上述电容电流的包络线，并基于上述电容电流的包络线获得上述第一输出电流基准；
或者，基于上述电容电流获得上述电容电流的低频分量，并基于上述电容电流的低频分量获得上述第一输出电流基准。
在一种可行的实施方式中，上述生成输出电流控制信号，包括：
基于上述逆变单元的输出电流，获得第二输出电流基准，并基于上述第二输出电流基准和上述N个直流变换单元的输出电流采样值生成上述输出电流控制信号。
或者，上述生成输入电流控制信号，包括：
基于上述逆变单元的输出电流，获得第二输入电流基准，并基于上述第二输入电流基准和上述N个直流变换单元的输入电流采样值生成上述输入电流控制信号。
在一种可行的实施方式中，上述基于上述逆变单元的输出电流，获得第二输出电流基准，包括：
基于上述逆变单元的输出电流，获得上述逆变单元的输出电流中三相电流之和的包络线，并基于上述三相电流之和的包络线获得上述第二输出电流基准；
或者，基于上述逆变单元的输出电流，获得上述逆变单元的输出电流中三相电流之和的低频分量，并基于上述三相电流之和的低频分量获得上述第二输出电流基准。
在一种可行的实施方式中，上述在母线电容的纹波电流幅值大于第一阈值时，控制上述M个直流变换单元中的N个直流变换单元调节输出电流/输入电流，以减小所述母线电容的纹波电流幅值，包括：
在上述母线电容的纹波电流幅值大于第三阈值时，控制上述M个直流变换单元中的K个直流变换单元调节输出电流/输入电流，以减小所述母线电容的纹波电流幅值，上述第三阈值大于或等于上述第一阈值，上述K为小于上述M的整数。
在一种可行的实施方式中，上述方法还包括：
在控制上述K个直流变换单元调节输出电流/输入电流以减小上述母线电容的纹波电流幅值，且上述母线电容的纹波电流幅值大于第四阈值时，控制上述M个直流变换单元中除上述K个直流变换单元之外的T个其他直流变换单元调节输出电流/输入电流，以减小上述母线电容的纹波电流幅值，上述第四阈值大于或等于上述第三阈值。
在一种可行的实施方式中，上述方法还包括：
在控制上述T个其他直流变换单元调节输出电流/输入电流以减小上述母线电容的纹波电流幅值，且上述母线电容的纹波电流幅值小于上述第四阈值时，基于参考控制信号控制上述T个其他直流变换单元工作，以调节上述T个其他直流变换单元的输入电流/输入电压，上述参考控制信号基于预设电流基准或预设电压基准得到。
在一种可行的实施方式中，上述方法还包括：
在控制上述K个直流变换单元调节输出电流/输入电流以减小上述母线电容的纹波电流幅值，且上述母线电容的纹波电流幅值小于上述第三阈值时，基于上述参考控制信号控制上述K个直流变换单元中的一个或多个直流变换单元工作，以调节上述一个或多个直流变换单元的输入电流/输入电压。
在本申请中，当功率变换系统的输出功率或输入功率变大，母线电容的纹波电流幅值大于第一阈值时，控制器基于输出电流控制信号/输入电流控制信号控制该功率变换系统包括的一个或部分直流变换单元调节其输出电流/输入电流，以减小母线电容的纹波电流幅值，并控制另一部分直流变换单元仍保持原有的功率输出，从而在使得功率变换系统的输出功率不明显减小的情况下，实现对母线电容的纹波电流的抑制，延长电容使用寿命，提高系统的长期可靠性。上述输出电流控制信号/输入电流控制信号可基于母线电容的电容电流获得，也可基于功率变换系统的输出电流中三相电流之和获得，上述电容电流或三相电流之和均可以准确地体现母线电容的电流纹波，因此采用本申请可以提升对母线电容纹波电流的抑制效果，有利于降低母线电容的损耗，提高功率变换系统的长期可靠性。此外，本申请中控制器还可以在母线电容的纹波电流幅值持续大于第一阈值时，逐步依次控制多个直流变换单元调节输出电流/输入电流以抑制母线电容的纹波电流；或者在母线电容的纹波电流幅值变小时，基于参考控制信号反向逐步依次控制上述多个直流变换单元工作在常规模式，使得这些直流变换单元恢复正常功率输出。这样，可以在实现抑制母线电容的纹波电流的同时，尽可能控制较多的直流变换单元仍正常工作以提升功率变换系统的整体功率。
附图说明
图1是本申请提供的功率变换系统的一应用场景示意图；
图2是本申请提供的功率变换系统的另一应用场景示意图；
图3是一种纹波电流的波形示意图；
图4是功率变换系统中的控制器控制直流变换单元工作的一控制框图；
图5是功率变换系统中的控制器控制直流变换单元工作的另一控制框图；
图6是本申请提供的功率变换系统的一结构示意图；
图7a是本申请提供的功率变换系统中的控制器控制直流变换单元工作的一控制框图；
图7b是本申请提供的功率变换系统中的控制器控制直流变换单元工作的另一控制框图；
图7c是本申请提供的功率变换系统中的控制器控制直流变换单元工作的另一控制框图；
图7d是本申请提供的功率变换系统中的控制器控制直流变换单元工作的另一控制框图；
图8a是本申请提供的功率变换系统中的控制器控制直流变换单元工作的另一控制框图；
图8b是本申请提供的功率变换系统中的控制器控制直流变换单元工作的另一控制框图；
图8c是本申请提供的功率变换系统中的控制器控制直流变换单元工作的另一控制框图；
图8d是本申请提供的功率变换系统中的控制器控制直流变换单元工作的另一控制框图；
图9是本申请提供的功率变换系统的纹波电流抑制方法的一流程示意图。
具体实施方式
由于能源需求的不断增加和常规能源的有限性，新能源在整个能源供应系统中的重要性不断增加。新能源发电在电力行业具有重要意义，新能源发电形成的小网络并入公共电网，可以提高公共电网的可靠性和安全性、有利于扩大公共电网的覆盖面、节约成本等。新能源发电系统可以利用太阳能、风能及配套的储能系统等获得直流电，将该直流电转换为市电频率的交流电后输出至公共电网。具体的，在新能源发电系统中，用于将电源(如光伏阵列、风力发电机、储能电池等)输入的直流电转换为交流电的模块可以称为功率变换系统。本申请提供的功率变换系统可适用于基站设备供电或者家用设备(如冰箱、空调等等)供电等多种类型的用电设备的供电，具体可根据实际应用场景确定，在此不做限制。本申请提供的功率变换系统可适配不同的应用场景，比如，太阳能供电场景和太阳能储能电池混合供电场景等，具体可根据实际应用场景确定，在此不做限制。
参见图1，图1是本申请提供的功率变换系统的一应用场景示意图。本申请提供的功率变换系统可以包括控制器(图1中未示出)、M(M大于或等于2)个直流变换单元、母线电容和逆变单元。其中，直流变换单元的输入端可以作为功率变换系统的输入端，M个直流变换单元中每个直流变换单元的输入端连接一个直流电源的输出端，即每个直流变换单元都单独连接一个直流电源，该直流电源可以为光伏阵列(如图1)或者储能电池(如图2，图2是本申请提供的功率变换系统的另一应用场景示意图，图2中m与上述M数值相等)等。上述M个直流变换单元的输出端并联后于直流母线，上述逆变单元的输入端与直流母线连接，也即多个直流变换单元的输出端并联后与逆变单元的输入端连接。母线电容与逆变单元的输入端并联，即母线电容连接于直流母线之上。逆变单元的输出端作为上述功率变换系统的输出端，可以连接电网(也称交流电网或公共电网)或负载等。可理解的，上述功率变换系统中包括的多个直流变换单元用于将多个直流电源输入的可变直流电转换为电压或电流可控的直流电，逆变单元用于将直流变换单元输出的直流电转换为交流电，控制器用于控制直流变换单元和逆变单元工作，母线电容用于维持直流母线的电压，同时用于吸收直流变换单元和逆变单元由于高频开关工作造成的高频纹波，以及吸收公共电网映射到直流母线上的工频纹波。其中，高频纹波和工频纹波都属于纹波，纹波是指在直流电压或电流中，叠加在直流稳定量上的交流分量。也就是说，纹波是指除直流稳定量之外的交流分量。如图3所示，图3为一种纹波电流的波形示意图，该纹波电流为近似正弦波的信号。纹波的大小可以用有效值或峰值表示。在如图1或图2的应用场景中，流过母线电容的电流包括纹波电流，本申请中母线电容的纹波电流幅值可以指该纹波电流的峰值或有效值。
在如图1和图2所示，当功率变换系统所处的应用场景不同时，为该功率变换系统中的直流变换单元提供直流输入电流/直流输入电压的直流电源可能不同。例如，在如图1所示场景，该直流电源可以为光伏阵列、太阳能电池板等，图1所示场景可以为太阳能供电场景等；在如图2所示场景，该直流电源可以为储能电池等，图2所示场景可以为太阳能储能电池混合供电场景等，本申请不对此进行限制。相应的，在不同应用场景下，功率变换系统中的控制器控制直流变换单元工作的控制逻辑可能不同。如图4所示，图4为功率变换系统中的控制器控制直流变换单元工作的一控制框图，直流变换单元的工作场景如图1所示，即该直流变换单元的输入端连接光伏阵列的输出端。在该场景下，控制器接收的输入信号为该直流变换单元的输入电流idc和该直流变换单元的输入电压vdc，此时idc、vdc分别为光伏阵列的输出电流、输出电压。控制器基于该输入信号生成控制信号，并基于该控制信号控制直流变换单元工作。具体的，上述控制器可以包括最大功率点跟踪(Maximum Power PointTracking,MPPT)控制模块和直流电压控制模块。MPPT控制模块基于idc、vdc生成用于实现对光伏阵列最大功率点跟踪的输入电压基准vdc_ref，直流电压控制模块基于该输入电压基准vdc_ref和直流变换单元的输入电压vdc，生成对上述直流变换单元进行控制的控制信号。在该场景下功率变换系统的控制器可以对直流变换单元的输入电压进行控制，以使直流变换单元传输出光伏阵列的最大功率。如图5所示，图5为功率变换系统中的控制器控制直流变换单元工作的另一控制框图，直流变换单元的工作场景如图2所示，即该直流变换单元的输入端连接储能电池的输出端。在该场景下，控制器接收的输入信号为直流变换单元的输入电流idc、输入电压vdc，此时idc、vdc分别为储能电池的输出电流、输出电压。控制器基于该输入信号生成控制信号，并基于该控制信号控制直流变换单元工作。具体的，控制器可以包括直流电压控制模块、直流电流控制模块和选择器。直流电压控制模块根据输入电压基准vdc_ref和输入电压vdc，生成第一路信号；直流电流控制模块根据输入电流基准idc_ref和输入电流idc，生成第二路信号；选择器从第一路信号和第二路信号中选择一路作为对直流变换单元进行控制的控制信号。在该场景下功率变换系统的控制器可以对直流变换单元的输入电流或输入电压进行控制，以使直流变换单元对储能电池进行可控的放电或者充电。然而，在如图1或图2所示的应用场景中，若功率变换系统的输入功率或者输出功率变大，功率变换系统中的直流变换单元的工作逻辑保持为原有的控制逻辑(如图4或图5)，此时母线电容上的纹波电流会随之变大，母线电容的损耗随着增大，降低了母线电容的使用寿命(当母线电容为电解电容时，使用寿命会大大降低)，该功率发电系统的长期可靠性也随着降低，也即新能源发电系统的长期可靠性较低。
本申请提供的功率变换系统中的控制器，通过在母线电容的纹波电流幅值大于第一阈值时，控制该功率变换系统包括的M(M大于或等于2)个直流变换单元中的N(N小于M且大于或等于1)个直流变换单元调节输出电流/输入电流，以减小母线电容的纹波电流幅值，实现对母线电容纹波电流的抑制，也即通过控制一个或部分直流变换单元工作于电流纹波抑制模式，减小母线电容的纹波电流幅值，并控制另一部分直流变换单元仍保持正常的功率输出，从而在功率变换系统的输出功率不明显减少的情况下，实现对母线电容的纹波电流的抑制，降低母线电容的损耗，延长母线电容的使用寿命，提高功率变换系统的长期可靠性。
参见图6，图6是本申请提供的功率变换系统的一结构示意图。如图6所示，该功率变换系统包括控制器、M个直流变换单元(图6中示出m个，m≥2，m与M数值相等)、母线电容和逆变单元，该M个直流变换单元中每个直流变换单元的输入端分别连接一个直流电源，该M个直流变换单元的输出端并联于直流母线，逆变单元的输入端与直流母线连接，即该M个直流变换单元的输出端并联后与逆变单元的输入端连接。母线电容与逆变单元的输入端并联，母线电容连接于直流母线之上。逆变单元的输出端作为功率变换系统的输出端可连接电网或负载，该逆变单元的输出端包括三相输出端。如图6所示，上述至少两个直流变换单元可包括直流变换单元1、……直流变换单元i、……直流变换单元m。其中，每个直流变换单元各自的输入电流/输入电压等于该直流变换单元连接的直流电源的输出电流/输出电压。该M个直流变换单元的输出电流之和等于直流母线的输入电流，逆变单元的输入电流等于直流母线的输出电流，逆变单元的输出电流为该逆变功率变换系统的输出电流。如图6所示，直流变换单元i的输入电流、输入电压分别为idc_i、vdc_i，m个直流变换单元的输出电流之和为iin，逆变单元的输入电流为iout，逆变单元的输出电流包括三相电流ia、ib、ic，逆变单元的输出电压包括三相电压va、vb、vc，母线电容的电容电流为ibus。流过母线电容的电容电流ibus等于直流母线的输入电流iin和直流母线的输出电流iout的差值。可理解的，母线电容的纹波电流为流过该母线电容的电容电流的交流部分。纹波电流变大会导致母线电容的损耗增大，使用寿命降低。在本申请中，光伏阵列利用光伏效应产生的电能或储能电池存储的电能等可提供至功率变换系统中的M个直流变换单元，通过这些直流变换单元实现电压/电流变换，并经过直流母线后传输给逆变单元，逆变单元将电能变换为公共电网所需的交流电压并向公共电网输出。上述功率变换系统中的直流变换单元和逆变单元的电路拓扑可为隔离型电路拓扑或者非隔离型电路拓扑，具体可根据实际应用场景需求确定，在此不做限制。
在一些可行的实施方式中，在图6所示的功率变换系统中，控制器可分别与M个直流变换单元、母线电容和逆变单元耦合，该控制器可用于在母线电容的纹波电流幅值大于第一阈值时，控制该M个直流变换单元中的N(N小于M且大于或等于1)个直流变换单元调节输出电流/输入电流，以减小该母线电容的纹波电流幅值。当母线电容的纹波电流幅值等于第一阈值时，控制器可控制该N个直流变换单元调节输出电流/输入电流，也可保持原有的控制逻辑，具体可根据实际应用场景进行设定。即在母线电容的纹波电流幅值等于各阈值(包括下文提到的各阈值)的情况下，本申请对控制器的执行步骤不进行限定。其中，母线电容的纹波电流幅值是否大于第一阈值，实际上可基于该功率变换系统的输出电流或输入电流是否大于第二阈值来确定。该功率变换系统的输出电流可以指该功率变换系统中包括的逆变单元的输出电流，该功率变换系统的输入电流可以指该功率变换系统包括的M个直流变换单元各自的输入电流的和。换句话说，控制器在该逆变单元的输出电流或者该M个直流变换单元的输入电流之和大于上述第二阈值时，确定母线电容的纹波电流大于第一阈值。在这种情况下，可以控制M个直流变换单元中的N个直流变换单元调节输出电流/输入电流，以减小母线电容的纹波电流幅值。可理解的，上述第二阈值可以包括第一输出电流阈值和第一输入电流阈值，这两个阈值可以设为不同的值，也可以设为相等的值，具体根据实际应用场景确定，本申请不作限制。第一输出电流阈值和第一输入电流阈值可分别用于与逆变单元的输出电流、M个直流变换单元的输入电流之和进行比较。也就是说，在逆变单元的输出电流大于第一输出电流阈值时，或者，在M个直流变换单元的输入电流之和大于第一输入电流阈值时，控制器可用于控制上述M个直流变换单元中的N个直流变换单元调节各自的输出电流/输入电流，以实现对母线电容的纹波电流的抑制。为方便描述，下面将以逆变单元的输出电流大于第二阈值为例进行说明。如图6所示，当逆变单元的输出电流大于第二阈值时，即可确定母线电容的纹波电流幅值大于第一阈值。此时，功率变换系统的控制器可以控制直流变换单元1至直流变换单元m中的一个或部分直流变换单元调节输出电流/输入电流，例如，控制直流变换单元1调节其输出电流或输入电流，以调整直流母线的输入电流的纹波，从而减小母线电容的纹波电流幅值，实现对母线电容的纹波电流的抑制。可理解的，逆变单元的输出电流大于第二阈值，可以是指逆变单元的输出电流中的三相电流(如图6所示的ia、ib和ic)均大于第二阈值，即三相电流同步增大，也可以是指逆变单元的输出电流中的三相电流之和大于第二阈值，本申请不对此进行限制。
具体的，上述功率变换系统中包括的控制器的数量可以为一个，该控制器可以为该功率变换系统中的主控制单元，也就是说，该控制器为功率变换系统中独立于直流变换单元、母线电容和逆变单元之外的功能单元。在这种情况下，该控制器可以分别与M个直流变换单元、母线电容和逆变单元耦合，可用于获得如图6所示的功率变换系统中包括逆变单元的输出电流、M个直流变换单元各自的输入电流，并在逆变单元的输出电流或者M个直流变换单元的输入电流之和大于第二阈值时，确定母线电容的纹波电流幅值大于第一阈值，控制M个直流变换单元中的N个直流变换单元调节输出电流/输入电流，以减小该母线电容的纹波电流幅值。可选的，在图6所示的功率变换系统中，控制器的数量也可为多个。例如，功率变换系统中每个直流变换单元和逆变单元都可分别对应一个控制器，这些控制器可与该功率变换系统的主控制器实现信息交互。具体实现中，这些控制器和主控制器的信息交互方式可以是通过控制总线通信、无线通信等等，具体可根据实际应用场景确定，操作灵活，适用性高。其中，该功率变换系统中任一直流变换单元/逆变单元所对应的控制器可为独立于该直流变换单元/逆变单元之外的功能单元，或者，该任一直流变换单元/逆变单元所对应的控制器也可为该直流变换单元/逆变单元中的一个功能单元，换句话说，该控制器可集成在与该控制器对应的直流变换单元/逆变器中，具体可根据实际应用场景确定，在此不做限制。在这种情况下，任一个控制器可用于获得该控制器对应的直流变换单元/逆变单元的输入电流/输出电流，并将该电流值传输给该功率变换系统的主控制器，该主控制器在逆变单元的输出电流或者M个直流变换单元的输入电流之和大于第二阈值时，控制M个直流变换单元中的N个直流变换单元调节输出电流/输入电流，以减小该母线电容的纹波电流幅值。
在一些可行的实施方式中，当控制器基于如图4或图5所示的控制框图控制直流变换单元工作时，可以称直流变换单元工作于常规模式。本申请中，当控制器控制直流变换单元调节输出电流/输入电流以减小母线电容的纹波电流幅值时，可以称直流变换单元工作于电流纹波抑制模式。也就是说，当母线电容的纹波电流幅值超出限制(如大于第一阈值)时，控制器可以控制M个直流变换单元中的N个直流变换单元从常规模式切换至电流纹波抑制模式，以使该N个直流变换单元调节其输出电流或输入电流，从而达到减小母线电容的纹波电流幅值的目的。为方便描述，下面以直流变换单元调节输出电流为例进行说明。控制器控制该N个直流变换单元的工作模式从常规模式切换至电流纹波抑制模式的过程可包括但不限于以下几种方式：
方式一：控制该N个直流变换单元同时从常规模式切换至电流纹波抑制模式，N的取值与多个电流范围一一对应，该对应关系可以由实验或测试数据获得。换句话说，N的取值可基于母线电容的纹波电流幅值(实质上可体现为逆变单元的输出电流或者M个直流变换单元的输入电流之和)所处的电流范围来确定。为方便描述，下面以利用逆变单元的输出电流来体现母线电容的纹波电流幅值为例进行说明。例如，获得逆变单元当前的输出电流，在其大于第二阈值时，将该逆变单元的输出电流与多个电流范围进行比较，基于该逆变单元的输出电流所处的电流范围来控制N个直流变换单元同时从常规模式切换至电流纹波抑制模式，以使母线电容的电流纹波幅值在逆变单元的输出电流处于不同电流范围的情况下均能减小至符合要求。为方便描述，以三个电流范围(A1～A2、A2～A3、A3以上，A3>A2，A2>A1，A1大于或等于第二阈值)为例进行说明。若逆变单元的输出电流在A1～A2范围，则此时直接控制N1个直流变换单元从常规模式切换至电流纹波抑制模式；若逆变单元的输出电流在A2～A3范围，则此时直接控制N2(N2>N1)个直流变换单元从常规模式切换至电流纹波抑制模式；若逆变单元的输出电流在A3以上，则此时直接控制N3(M>N3>N2)个直流变换单元从常规模式切换至电流纹波抑制模式。可理解的，在逆变单元的输出电流大于第二阈值时，基于该逆变单元的输出电流的大小控制对应数量的直流变换单元同时工作于电流纹波抑制模式，即控制这些直流变换单元一起调节其输出电流。这样，可以使得母线电容的电流纹波幅值尽快减小至符合要求，保证对母线电容的纹波电流的抑制效果。
方式二：控制N个直流变换单元依次从常规模式切换至电流纹波抑制模式。具体的，当母线电容的纹波电流幅值大于第三阈值时，控制器控制上述N个直流变换单元中的K个直流变换单元调节输出电流/输入电流，以减小母线电容的纹波电流幅值。即此时K个直流变换单元工作于电流纹波抑制模式。其中，第三阈值大于或等于上述第一阈值，K小于上述N。进一步的，当上述K个直流变换单元工作于电流纹波抑制模式时，若检测到该功率变换系统的输出电流大于第四阈值，则可控制上述N个直流变换单元中除上述K个直流变换单元之外的T个其他直流变换单元从常规模式切换至电流纹波抑制模式，以进一步减小母线电容的纹波电流减小。其中，第四阈值大于或等于上述第三阈值。T与K的和小于M，且T大于或等于1。换句话说，当控制器控制上述K个直流变换单元调节输出电流以减小母线电容的纹波电流幅值，且母线电容的纹波电流幅值大于第四阈值时，控制器可控制上述K个直流变换单元之外的T个其他直流变换单元调节输出电流/输入电流，以减小母线电容的纹波电流减小。可理解的，上述母线电容的纹波电流幅值与第三阈值、第四阈值的比较，分别可以通过逆变单元的输出电流或M个直流变换单元的输入电流之和与第五阈值(第五阈值与第三阈值对应)、第六阈值(第六阈值与第四阈值对应)的比较来体现。这样，可以实现母线电容的纹波电流幅值的大小，依次控制N个直流变换单元从常规模式切换至电流纹波抑制模式，来逐步影响功率变换系统中母线电容的输入电流，从而实现对母线电容的纹波电流的抑制。另外，控制多个直流变换单元逐步切换为电流纹波抑制模式，可以在实现抑制母线电容的纹波电流的同时，尽可能控制较多的直流变换单元仍工作于常规模式以提升功率变换系统的整体功率。
在一些可行的实施方式中，在功母线电容的纹波电流幅值大于第一阈值时，若控制器控制N个直流变换单元依次从常规模式切换至电流纹波抑制模式，那么控制器还可以基于母线电容的纹波电流幅值的实时变化，及时控制该N个直流变换单元反向依次从电流纹波抑制模式切换回常规模式。具体的，在上述K个直流变换单元和上述N个直流变换单元中除K个直流变换单元之外的T个其他直流变换单元都工作于电流纹波抑制模式时，若检测到母线电容的纹波电流幅值小于上述第四阈值，则可以控制该T个其他直流变换单元(中的一个或多个直流变换单元)从电流纹波抑制模式切换回常规模式。换句话说，控制器在控制上述T个其他直流变换单元调节输出电流以抑制母线电容的纹波电流，且母线电容的纹波电流幅值小于上述第四阈值时，可以基于参考控制信号控制该T个直流变换单元工作，以调节该至少一个直流变换单元的输入电流/输入电压。其中，该参考控制信号基于预设电流基准或预设电压基准得到。该参考控制信号可以为如图4或图5所示的控制信号。可理解的，每个直流变换单元对应的参考控制信号基于该直流变换单元对应的预设电流基准或预设电压基准得到。控制器基于参考控制信号控制直流变换单元工作，即按照如图4或图5所示的控制框图控制该直流变换单元工作，此时该直流变换单元工作于常规模式。这样，基于母线电容的纹波电流幅值的实时变化相应控制直流变换单元的工作状态，在母线电容的纹波电流幅值较大时控制更多的直流变换单元工作于电流纹波抑制模式，以加强对母线电容的纹波电流的抑制效果；而在母线电容的纹波电流幅值较小时控制已经工作于电流波抑制模式的直流变换单元切换回常规模式，以保证功率变换系统的整体输出功率。本申请可以在使得功率变换系统的输出功率不明显减小的情况下，实现对母线电容的纹波电流的抑制，降低母线电容的损耗，有效提升功率变换系统的工作效率和长期可靠性。
进一步的，在上述K个直流变换单元工作于电流纹波抑制模式时，若检测到母线电容的纹波电流幅值小于上述第三阈值，则可以控制该K个直流变换单元中的一个或多个直流变换单元从电流纹波抑制模式切换回常规模式。换句话说，在控制上述K个直流变换单元调节输出电流以减小母线电容的纹波电流幅值，且母线电容的纹波电流幅值小于上述第三阈值时，控制器可基于上述参考控制信号控制该K个直流变换单元中的一个或多个直流变换单元工作，以调节该一个或多个直流变换单元的输入电流/输入电压。此时控制器按照如图4或图5所示的控制框图控制该一个或多个直流变换单元工作，该一个或多个直流变换单元工作于常规模式。本申请实施例中，在已有多个直流变换单元工作于电流纹波抑制模式的情况下，控制器可在母线电容的纹波电流幅值较大时，控制更多直流变换单元切换至电流纹波抑制模式，以提升对母线电容的纹波电流的抑制效果；在母线电容的纹波电流幅值较小时，依次控制部分工作于电流纹波抑制模式的直流变换单元切换回常规模式，以在抑制母线电容的纹波电流的同时提升功率变换系统的输出功率。这样可以在使得功率变换系统的输出功率不明显减小的情况下，实现对母线电容的纹波电流的抑制，即实现对功率变换系统的工作效率和长期可靠性的兼顾。
下面结合图6具体介绍随着母线电容的纹波电流幅值(本段以利用逆变单元的输出电流来体现母线电容的纹波电流幅值为例进行描述)的实时变化，控制器控制多个直流变换单元在常规模式和电流纹波抑制模式之间进行切换的过程。如图6所示，假设功率变换系统中包括M个直流变换单元，该M个直流变换单元包括直流变换单元1、……直流变换单元i、……和直流变换单元m，m为大于或等于2的整数。控制器控制该M个直流变换单元中的N(以N＝2为例)个直流变换单元从常规模式依次切换至电流纹波抑制模式、以及从电流纹波抑制模式依次切换回常规模式的过程可以包括：当逆变单元的输出电流小于电流阈值A1时，控制器控制该N个直流变换单元均工作于常规模式。当逆变单元的输出电流大于电流阈值A1时，控制器可控制直流变换单元1从常规模式切换至电流纹波抑制模式；在直流变换单元1工作于电流纹波抑制模式且逆变单元的输出电流大于电流阈值A2(电流阈值A2大于或等于电流阈值A1)时，可继续控制直流变换单元2从常规模式切换至电流纹波抑制模式；在直流变换单元1、直流变换单元2均工作于电流纹波抑制模式，且逆变单元的输出电流在电流阈值A1～电流阈值A2范围内时，可控制直流变换单元2从电流纹波抑制模式切换回常规模式；在直流变换单元1工作于电流纹波抑制模式且逆变单元的输出电流小于电流阈值A1时，可控制直流变换单元1从电流纹波抑制模式切换回常规模式。
在一些可行的实施方式中，在母线电容的纹波电流幅值大于第一阈值时，控制M个直流变换单元中的N个直流变换单元调节输出电流/输入电流，可以使得该N个直流变换单元输出与母线电容的纹波电流方向相反的电流。即该N个直流变换单元的输出电流的电流方向与母线电容的纹波电流的方向相反，此时，该N个直流变换单元的输出电流与母线电容的纹波电流叠加后，方向相反幅值相等的部分抵消，从而使得母线电容的纹波电流幅值减小，实现对母线电容的纹波电流的抑制。
下面将结合图7a-图7d和图8a-图8d，具体介绍功率变换系统的控制器控制直流变换单元工作于电流纹波抑制模式的过程，也即介绍控制器控制直流变换单元调节输出电流/输入电流以抑制母线电容的纹波电流的过程。
在一些可行的实施方式中，功率变换系统的控制器可以通过控制信号控制直流变换单元的输出电流，来抑制母线电容的纹波电流。具体的，该控制器可用于生成输出电流控制信号，并基于该输出电流控制信号控制上述N个直流变换单元工作，以调节上述N个直流变换单元的输出电流。可以理解，在母线电容的纹波电流幅值大于第一阈值时，此时流过母线电容的纹波电流较大，控制器通过生成输出电流控制信号来控制一个或部分直流变换单元工作以调节其输出电流，可以调整直流母线的输入电流的纹波，从而在功率变换系统的输出功率没有明显减少的情况下，实现母线电容的纹波电流的抑制，减少母线电容(尤其是电解电容)的损耗，提高功率变换系统的长期可靠性。
在一些可行的实施方式中，该控制器可以基于母线电容的电容电流获得第一输出电流基准，并基于该第一输出电流基准和该N个直流变换单元的输出电流采样值生成上述输出电流控制信号。其中，第一输出电流基准可以是与母线电容的纹波电流方向相反的电流信号。那么，基于该第一输出电流基准生成输出电流控制信号控制N个直流变换单元调节输出电流，可以使得该N个直流变换单元输出与母线电容的纹波电流方向相反的电流，从而使得该N个直流变换单元的输出电流与母线电容的纹波电流叠加后，方向相反且幅值相等的部分能够抵消，使得母线电容的纹波电流幅度减小。可理解的，若N大于1，上述输出电流控制信号的数量可以为N个。针对该N个直流变换单元中的任一个直流变换单元，可基于上述第一输出电流基准和该直流变换单元的输出电流采样值，生成该直流变换单元对应的输出电流控制信号，该输出电流控制信号可用于控制该直流变换单元调节输出电流。在本申请中，通过采样获得母线电容的电容电流，可以准确获得母线电容的电容电流包括的纹波电流的大小，并基于该母线电容的电容电流生成第一输出电流基准，相应的，基于第一电流基准生成的输出电流控制信号可有效减小母线电容的纹波电流幅值，保证良好的纹波电流抑制效果。
具体的，控制器基于母线电容的电容电流获得第一输出电流基准的过程包括不同的方式。例如，控制器可基于母线电容的电容电流获得该电容电流的低频分量，并基于该电容电流的低频分量获得上述第一输出电流基准。其中，上述低频分量是相对概念，可以包括该电容电流的交流成分中频率相对较低且占比较大的部分，具体可根据实际应用场景确定。如图7a所示，该控制器可以包括低通滤波器和调理模块，通过低通滤波器滤除电容电流中的高频分量后可获得该电容电流的低频分量，进一步的，通过调理模块对该电容电流的低频分量进行调理(例如对电流进行反向和比例控制等处理)，可获得上述第一输出电流基准。如图7a所示，假设功率变换系统的控制器控制直流变换单元i(该直流变换单元为上述N个直流变换单元中的一个)工作于电流纹波抑制模式，在此过程中，控制器可通过采样获得母线电容的电容电流ibus，再通过低通滤波器和调理模块对该电容电流ibus进行处理，得到第一输出电流基准iin_iref；接着，通过输出电流控制模块基于该第一输出电流基准iin_iref和该直流变换单元i的输出电流iin_i采样值生成输出电流控制信号；控制器基于该输出电流控制信号控制直流变换单元i调节输出电流(如图6所示的iin_i)。这里，母线电容的电容电流的低频分量可以较准确地体现母线电容的电流纹波，控制器基于该电容电流的低频分量得到第一输出电流基准、生成输出电流控制信号，基于该输出电流控制信号控制直流变换单元调节输出电流，可以对直流变换单元的输出电流的纹波起到很好的抑制作用，进而有效抑制母线电容的纹波电流。又例如，控制器可基于母线电容的电容电流获得该电容电流的包络线，并基于该电容电流的包络线获得上述第一输出电流基准。如图7b所示，该控制器可以包括包络线获取器和调理模块，通过包络线获取器获得该电容电流的包络线后，再通过调理模块对该电容电流的包络线进行调理，可获得上述第一输出电流基准。控制器通过该方式获得第一输出电流基准的过程与图7a所示的方式类似，具体可参考图7a对应的文字描述，在此不再赘述。由于母线电容的电容电流的包络线可以更准确的体现母线电容的电流纹波，采用此方式来获得第一输出电流基准，以生成输出电流控制信号控制直流变换单元的输出电流，可以对母线电容的电流纹波起到更有效的抑制作用，有利于降低母线电容的损耗，提高功率变换系统的长期可靠性。
可选的，在一些可行的实施方式中，功率变换系统的控制器可以基于上述功率变换系统包括的逆变单元的输出电流，获得第二输出电流基准，并基于上述第二输出电流基准和上述N个直流变换单元的输出电流采样值生成上述输出电流控制信号。其中，该第二输出电流基准可以是与母线电容的纹波电流方向相反的电流信号。那么，基于该第二输出电流基准生成输出电流控制信号控制N个直流变换单元调节输出电流，可以使得该N个直流变换单元输出与母线电容的纹波电流方向相反的电流，从而使得该N个直流变换单元的输出电流与母线电容的纹波电流叠加后，方向相反且幅值相等的部分能够抵消，使得母线电容的纹波电流幅度减小。具体的，功率变换系统的控制器可以基于上述逆变单元的输出电流中三相电流之和，获得第二输出电流基准。由于功逆变单元的输出电流中三相电流之和可以体现母线电容的电流纹波，控制器基于该逆变单元的输出电流获得第二输出电流基准，并基于此生成输出电流控制信号以控制直流变换单元调节输出电流，可以不额外增加母线电容的电容电流采样模块，仍利用功率变换系统已有的输出电流采样模块来实现对母线电容电流纹波的抑制，进而节省电路成本，降低电路复杂性。
具体的，上述功率变换系统的控制器可以采用多种方式来获得上述第二输出电流基准。示例性的，该控制器可以基于逆变单元的输出电流的三相电流之和，获得三相电流之和的低频分量，并基于三相电流之和的低频分量获得第二输出电流基准。如图7c所示，控制器可以包括低通滤波器和调理模块，通过低通滤波器滤波后获得该三相电流之和的低频分量后，再通过调理模块对该三相电流之和的低频分量进行调理(例如对电流进行反向和比例控制等处理)，可获得上述第二输出电流基准。如图7c所示，假设功率变换系统的控制器控制直流变换单元i工作于电流纹波抑制模式，在此过程中，控制器可通过采样获得逆变单元的输出电流中的三相电流ia、ib、ic，通过低通滤波器和调理模块对该三相电流之和进行处理，得到第二输出电流基准iin_iref；接着，通过输出电流控制模块基于该第二输出电流基准iin_iref和该直流变换单元i的输出电流iin_i采样值生成输出电流控制信号；控制器基于该输出电流控制信号控制直流变换单元i调节输出电流(如图6所示的iin_i)。这里，逆变单元的输出电流中三相电流之和可以体现母线电容的电流纹波，且该三相电流之和的低频分量可以更进一步准确体现母线电容的电流纹波，控制器基于该三相电流之和的低频分量得到第二输出电流基准、生成输出电流控制信号，基于该输出电流控制信号控制直流变换单元调节输出电流，可以减小母线电容的纹波电流幅值，进而有效抑制母线电容的纹波电流，且无需增加额外的电容电流采样模块，有利于降低电路成本。或者，功率变换系统的控制器还可基于逆变单元的输出电流的三相电流之和，获得三相电流之和的包络线，并基于三相电流之和的包络线获得第二输出电流基准。如图7d所示，控制器可以包括包络线获取器和调理模块，通过包络线获取器获得逆变单元的输出电流中三相电流之和的包络线后，再通过调理模块对该三相电流之和的包络线进行调理，可获得上述第二输出电流基准。控制器通过该方式获得第二输出电流基准的过程与图7c所示的方式类似，具体可参考图7c对应的文字描述，在此不再赘述。这里，逆变单元的输出电流中三相电流之和的包络线可以更准确的体现母线电容的电流纹波，采用此方式来获得第二输出电流基准，以生成输出电流控制信号控制直流变换单元的输出电流，可以对母线电容的电流纹波起到更有效的抑制作用，有利于降低母线电容的损耗，提高功率变换系统的长期可靠性，不会额外增加电路成本，适用性强。
在一种可行的实施方式中，功率变换系统的控制器可以通过控制信号控制直流变换单元的输入电流，通过控制该直流变换单元的输入电流间接控制该直流变换单元的输出电流，以抑制母线电容的纹波电流。具体的，该控制器可用于生成输入电流控制信号，基于该输入电流控制信号控制上述N个直流变换单元工作，以调节上述N个直流变换单元的输入电流。可理解的，直流变换单元的输入电流和输出电流满足预设比例关系，该预设比例关系可由实际应用场景中的负载需求或电路元件需求确定，因此对直流变换单元的输入电流进行控制，可间接实现对该直流变换单元的输出电流的控制。这样，最终可以实现抑制母线电容的纹波电流，延长母线电容的使用寿命，保证该功率变换系统的长期可靠性。
在一些可行的实施方式中，该功率变换系统的控制器可以基于上述母线电容的电容电流获得第一输入电流基准，并基于上述第一输入电流基准和上述N个直流变换单元的输入电流采样值生成上述输入电流控制信号。其中，基于母线电容的电容电流获得第一输入电流基准的方式有多种。示例性的，控制器可基于上述电容电流获得上述电容电流的低频分量，并基于上述电容电流的低频分量获得上述第一输入电流基准。如图8a所示，该控制器可以包括低通滤波器和调理模块，通过低通滤波器滤除电容电流中的高频分量以获得该电容电流的低频分量后，再通过调理模块对该电容电流的低频分量进行调理(例如对电流进行反向和比例控制等处理)，获得上述第一输入电流基准。可理解的，在获得第一输入电流基准的过程中，调理模块按照第二比例对电容电流的低频分量进行比例控制。而在如图7a所示获得第一输出电流基准的过程中，调理模块按照第一比例对电容电流的低频分量进行比例控制。其中，第一比例和第二比例为不同的值，且第二比例可以基于第一比例和上述预设比例关系获得。如图8a所示，假设功率变换系统的控制器控制直流变换单元i工作于电流纹波抑制模式，在此过程中，控制器可通过采样获得母线电容的电容电流ibus，再通过低通滤波器和调理模块对该电容电流ibus进行处理，得到第一输入电流基准idc_iref；接着，通过输入电流控制模块基于该第一输入电流基准idc_iref和该直流变换单元i的输入电流idc_i采样值生成输入电流控制信号；控制器基于该输入电流控制信号控制直流变换单元i调节输入电流(如图6所示的idc_i)。或者，控制器可基于母线电容的电容电流获得该电容电流的包络线，并基于电容电流的包络线获得上述第一输入电流基准。如图8b所示，控制器可以包括包络线获取器和调理模块，通过包络线获取器获得该电容电流的包络线后，再通过利用调理模块对该电容电流的包络线进行调理，获得上述第一输入电流基准。控制器通过该方式获得第一输入电流基准的过程与图8a所示的方式类似，具体可参考图8a对应的文字描述，在此不再赘述。这里，母线电容电流的低频分量或包络线均可以准确地体现母线电容的电流纹波，采用这些方式来获得第一输入电流基准，以生成输入电流控制信号控制直流变换单元的输入电流，进而间接控制直流变换单元的输出电流，可以对母线电容的电流纹波起到有效的抑制作用，有利于降低母线电容的损耗，提高功率变换系统的长期可靠性。
可选的，在一些可行的实施方式中，该控制器可基于上述逆变单元的输出电流，获得第二输入电流基准，并基于第二输入电流基准和上述N个直流变换单元的输入电流采样值生成上述输入电流控制信号。具体的，该控制器可基于上述逆变单元的输出电流的三相电流之和，获得上述三相电流之和的低频分量，并基于上述三相电流之和的低频分量获得上述第二输入电流基准。如图8c所示，假设功率变换系统的控制器控制直流变换单元i工作于电流纹波抑制模式，在此过程中，控制器可通过采样获得逆变单元的输出电流中的三相电流ia、ib、ic，通过低通滤波器和调理模块对该三相电流之和进行处理，得到第二输入电流基准idc_iref；接着，通过输入电流控制模块基于该第二输入电流基准idc_iref和该直流变换单元i的输入电流idc_i采样值生成输入电流控制信号；控制器基于该输入电流控制信号控制直流变换单元i调节输入电流(如图6所示的idc_i)。或者，该控制器可基于上述逆变单元的输出电流的三相电流之和，获得上述三相电流之和的包络线，并基于上述三相电流之和的包络线获得上述第二输入电流基准。图8d所示的控制器获得第二输入电流基准的过程与图8c所示的方式类似，用包络线获取器替代低通滤波器对三相电流之和进行处理，其他过程大致相同，因此可参考图8c对应的文字描述，在此不再赘述。逆变单元的输出电流中三相电流之和可以体现母线电容的电流纹波，通过基于该功率变换系统的输出电流获得第二输入电流基准，并基于此生成输入电流控制信号以控制直流变换单元调节输入电流，可以间接控制直流变换单元调节输出电流。这样，可以不用增加母线电容的电容电流的采样模块，仍利用功率变换系统已有的输入电流采样模块实现抑制母线电容的电流纹波，有利于节省电路成本，降低电路复杂性。
在本申请中，当功率变换系统的输出功率或输入功率变大，母线电容的纹波电流幅值大于第一阈值时，控制器基于输出电流控制信号/输入电流控制信号控制该功率变换系统包括的一个或部分直流变换单元调节其输出电流/输入电流，以减小母线电容的纹波电流幅值，并控制另一部分直流变换单元仍保持原有的功率输出，从而在使得功率变换系统的输出功率不明显减小的情况下，实现对母线电容的纹波电流的抑制，延长电容使用寿命，提高系统的长期可靠性。上述输出电流控制信号/输入电流控制信号可基于母线电容的电容电流获得，也可基于功率变换系统的输出电流中三相电流之和获得，由于上述电容电流或三相电流之和均可以准确地体现母线电容的电流纹波，因此采用本申请可以提升对母线电容纹波电流的抑制效果，有利于降低母线电容的损耗，提高功率变换系统的长期可靠性。此外，本申请中控制器还可以在母线电容的纹波电流幅值持续大于第一阈值时，逐步依次控制多个直流变换单元调节输出电流/输入电流以减小母线电容的纹波电流幅值；或者在母线电容的纹波电流幅值变小时，基于参考控制信号反向逐步依次控制上述多个直流变换单元工作在常规模式，使得这些直流变换单元恢复正常功率输出。这样，可以在实现抑制母线电容的纹波电流的同时，尽可能控制较多的直流变换单元仍正常工作以提升功率变换系统的整体功率。
参见图9，图9是本申请提供的功率变换系统的纹波电流抑制方法的一流程示意图。本申请提供的纹波电流抑制方法适用于功率变换系统中的控制器，该功率变换系统还包括M个直流变换单元、母线电容和逆变单元，该M个直流变换单元中每个直流变换单元的输入端分别连接一个直流电源，该M个直流变换单元的输出端并联后连接逆变单元的输入端，母线电容与逆变单元的输入端并联，逆变单元的输出端用于连接电网或负载；该功率变换系统的结构可以如图6所示，应用于如图1或图2所示的应用场景。该方法可以包括但不限于如下步骤：
步骤S901，控制器检测逆变单元的输出电流或M个直流变换单元的输入电流。
其中，该逆变单元的输出电流可包括如图6所示的三相电流ia、ib和ic。该M个直流变换单元的输入电流可包括上述M个直流变换单元中每个直流变换单元的输入电流，即包括如图6所示的电流idc_1、idc_i……和idc_m。控制器可实时检测逆变单元的输出电流或M个直流变换单元的输入电流，以基于该逆变单元的输出电流或M个直流变换单元的输入电流之和来确定母线电容的纹波电流幅值是否超出限制。
步骤S902，判断逆变单元的输出电流或M个直流变换单元的输入电流之和是否大于第二阈值。若是，执行步骤S903；若否，执行步骤S907。
其中，若执行步骤S901时控制器检测的是逆变单元的输出电流，那么此时控制器判断逆变单元的输出电流是否大于第二阈值，这里的第二阈值实际上是指第一输出电流阈值。逆变单元的输出电流是否大于第一阈值，可包括多种情况：例如，如图6所示的三相电流ia、ib和ic是否均大于第二阈值，或者，该三相电流ia、ib与ic的和是否大于第二阈值等，具体可以根据实际应用场景进行设置。本申请以三相电流ia、ib和ic均大于第二阈值为示例进行描述。控制器可通过采样获得逆变单元的输出电流，当逆变单元的输出电流中三相电流均大于第二阈值时，执行步骤S903，否则执行步骤S907。若执行步骤S901时控制器检测的是M个直流变换单元的输入电流时，对应的，此时控制器判断该M个直流变换单元的输入电流之和是否大于第二阈值，这里的第二阈值实际上是指第一输入电流阈值，该第一输入电流阈值与上述第一输出电流阈值可以是不同的值，也可以是相同的值，本申请不作限制。M个直流变换单元的输入电流之和是否大于第二阈值，可以是指如图6所示的直流变换单元的输入电流idc_1、idc_i……idc_m的和是否大于第二阈值。控制器可通过采样获得M个直流变换单元的输入电流，当该M个直流变换单元的输入电流之和大于第二阈值时，执行步骤S903，否则执行步骤S907。这里，在逆变单元的输出电流或M个直流变换单元的输入电流之和大于第二阈值时，可以确定母线电容的纹波电流幅值大于第一阈值，进而可以控制部分直流变换单元工作于电流纹波抑制模式(即调节输出电流/输入电流)，以减小母线电容的纹波电流幅值。可理解的，在本申请中，若控制器检测逆变单元的输出电流，在该方法的各步骤中均将逆变单元的输出电流与阈值进行比较，而若控制器检测M个直流变换单元的输入电流，在该方法的各步骤中均将该M个直流变换单元的输入电流之和与电流阈值进行比较，后续不再赘述。
步骤S903，控制器控制直流变换单元k工作于电流纹波抑制模式。
其中，直流变换单元工作于电流纹波抑制模式，是指控制器基于图7a-图7d或图8a-图8d所示的任一种控制框图控制直流变换单元工作，换句话说，此时控制器控制直流变换单元调节输出电流/输入电流以减小母线电容的纹波电流幅值。区别于纹波电流抑制模式，直流变换单元还可以工作于常规模式，即控制器基于图4或图5所示的控制框图控制直流变换单元工作。上述直流变换单元k可以为功率变换系统中工作于常规模式的任一个直流变换单元。可理解的，在逆变单元的输出电流或M个直流变换单元的输入电流之和大于上述第二阈值，即确定母线电容的纹波电流幅值大于第一阈值时时，控制器通过控制一个工作于于常规模式的直流变换单元切换至电流纹波抑制模式，可以在使得功率变换系统的输出功率不明显减小的情况下，减小母线电容的纹波电流幅值，降低母线电容的损耗。
具体的，控制器可以通过多种方式来控制直流变换单元(如直流变换单元k)工作于电流纹波抑制模式，换句话说，控制器控制直流变换单元调节输出电流/输入电流以抑制母线电容的纹波电流的方式可以有多种。例如，该控制器可以生成输出电流控制信号，基于该输出电流控制信号控制直流变换单元工作以调节该直流变换单元的输出电流。其中，控制器可以基于母线电容的电容电流获得该电容电流的低频分量/包络线，并基于所述电容电流的低频分量/包络线获得第一输出电流基准；基于第一输出电流基准和该直流变换单元的输出电流采样值生成输出电流控制信号。或者，控制器可以基于逆变单元的输出电流中三相电流之和，获得三相电流之和的低频分量/包络线，并基于三相电流之和的低频分量/包络线获得第二输出电流基准；基于第二输出电流基准和该直流变换单元的输出电流采样值生成上述输出电流控制信号。以上过程可如图7a-图7d所示。
又例如，该控制器可以生成输入电流控制信号，基于该输入电流控制信号控制直流变换单元工作以调节该直流变换单元的输入电流，从而实现间接控制该直流变换单元调节输出电流。其中，控制器可以基于母线电容的电容电流获得该电容电流的低频分量/包络线，并基于所述电容电流的低频分量/包络线获得第一输入电流基准；基于第一输入电流基准和该直流变换单元的输入电流采样值生成输入电流控制信号。或者，控制器可以基于逆变单元的输出电流中三相电流之和，获得三相电流之和的低频分量/包络线，并基于三相电流之和的低频分量/包络线获得第二输入电流基准；基于第二输入电流基准和该直流变换单元的输入电流采样值生成上述输入电流控制信号。以上过程可如图8a-图8d所示。
步骤S904，判断逆变单元的输出电流或M个直流变换单元的输入电流之和是否大于第五阈值。若是，执行步骤S905；若否，执行步骤S906。
其中，第五阈值大于或等于上述第二阈值。执行步骤S903后，此时功率变换系统中至少存在一个直流变换单元工作于电流纹波抑制模式，但母线电容的纹波电流可能仍然较大，损耗较高。控制器通过检测逆变单元的输出电流或M个直流变换单元的输入电流，并判断该逆变单元的输出电流或M个直流变换单元的输入电流之和是否大于第五阈值，来确定母线电容的纹波电流幅值是否大于第三阈值(第三阈值大于或等于上述第一阈值)。控制器基于该步骤的判断结果来控制其他直流变换单元的工作状态，可以提升对母线电容的纹波电流的抑制效果。
步骤S905，控制器控制直流变换单元j工作于电流纹波抑制模式。
其中，该直流变换单元j可以为当前该功率变换系统中工作于常规模式的任一个直流变换单元。可理解的，在母线电容的纹波电流幅值(体现为逆变单元的输出电流或M个直流变换单元的输入电流之和)较大时，逐个依次控制上述直流变换单元k和该直流变换单元j工作于电流纹波抑制模式(即从常规模式切换至电流纹波抑制模式)，可以在实现抑制母线电容的纹波电流的同时，尽可能控制较多的直流变换单元仍工作于常规模式以提升功率变换系统的整体功率。可选的，若逆变单元的输出电流或M个直流变换单元的输入电流之和大于第六阈值……(即确定母线电容的纹波电流幅值大于第四阈值……)，还可以控制直流变换单元s……从常规模式切换至电流纹波抑制模式，提升对母线电容的纹波电流的抑制效果。执行该步骤S905后，可返回步骤S901。
步骤S906，控制器控制直流变换单元j工作于常规模式。
在一些可行的实施方式中，若功率变换系统中存在两个或两个以上直流变换单元工作于电流纹波抑制模式，且该两个或两个以上直流变换单元是逐个从常规模式切换至电流纹波抑制模式的，那么该直流变换单元j可以为最近从常规模式切换为电流纹波抑制模式的直流变换单元。可选的，直流变换单元j也可以为上述两个或两个以上直流变换单元中的任意一个直流变换单元，本申请不作限制。可理解的，步骤S906中的直流变换单元j与上述步骤S905中的直流变换单元j不是特指同一个直流变换单元，两者可以是不同的直流变换单元，这里j只是一个符号代称。换句话说，步骤S906中的直流变换单元j也可用直流变换单元p等表示。这样，当逆变单元的输出电流或M个直流变换单元的输入电流之和逐渐减小至小于第五阈值时(也即母线电容的纹波电流幅值减小至小于第三阈值)，可以相应逐渐减少工作于电流纹波抑制模式的直流变换单元的数量，在实现抑制母线电容的纹波电流的同时，尽可能控制较多的直流变换单元仍工作于常规模式以提升功率变换系统的整体功率。执行该步骤S906后，可返回步骤S901。
步骤S907，控制器控制直流变换单元k工作于常规模式。
在一些可行的实施方式中，若功率变换系统中存在一个或一个以上直流变换单元工作于电流纹波抑制模式，那么该直流变换单元k可以为最近从常规模式切换为电流纹波抑制模式的直流变换单元。可选的，直流变换单元k也可以为上述一个或一个以上直流变换单元中的任意一个直流变换单元，本申请不作限制。可理解的，步骤S907中的直流变换单元k与上述步骤S903中的直流变换单元k不是特指同一个直流变换单元，两者可以是不同的直流变换单元，这里k只是一个符号代称。换句话说，步骤S907中的直流变换单元k也可用直流变换单元q等表示。这样，当逆变单元的输出电流或M个直流变换单元的输入电流之和逐渐减小至小于第二阈值时(也即母线电容的纹波电流幅值减小至小于第一阈值)，可以相应减少工作于电流纹波抑制模式的直流变换单元的数量，在母线电容的纹波电流幅值减小至符合要求时，控制原本工作于纹波电流抑制模式的直流变换单元切换回常规模式，恢复正常的功率输出，以提高功率变换系统的整体功率。执行该步骤S907后，可返回步骤S901。
在本申请中，当功率变换系统的输出功率或输入功率变大，母线电容的纹波电流幅值大于第一阈值(即逆变单元的输出电流或功率变换系统包括的M个直流变换单元的输入电流之和大于第二阈值)时，控制器控制该功率变换系统包括的一个或部分直流变换单元调节其输出电流/输入电流，以减小母线电容的纹波电流幅值，并控制另一部分直流变换单元仍保持原有的功率输出，从而在使得功率变换系统的输出功率不明显减小的情况下，实现对母线电容的纹波电流的抑制，延长电容使用寿命，提高系统的长期可靠性。上述输出电流控制信号/输入电流控制信号可基于母线电容的电容电流获得，也可基于功率变换系统的输出电流中三相电流之和获得，由于上述电容电流或三相电流之和均可以准确地体现母线电容的电流纹波，因此采用本申请可以提升对母线电容纹波电流的抑制效果，有利于降低母线电容的损耗，提高功率变换系统的长期可靠性。此外，本申请中控制器还可以在母线电容的纹波电流幅值持续大于第一阈值时，逐步依次控制多个直流变换单元调节输出电流/输入电流以减小母线电容的纹波电流幅值；或者在母线电容的纹波电流幅值变小时，逐步依次控制上述多个直流变换单元工作在常规模式，使得这些直流变换单元恢复正常功率输出。这样，可以在实现抑制母线电容的纹波电流的同时，尽可能控制较多的直流变换单元仍正常工作以提升功率变换系统的整体功率。

Claims (20)

1.一种功率变换系统，其特征在于，所述功率变换系统包括控制器、M个直流变换单元、母线电容和逆变单元，所述M个直流变换单元中每个直流变换单元的输入端分别连接一个直流电源，所述M个直流变换单元的输出端并联后连接所述逆变单元的输入端，所述母线电容与所述逆变单元的输入端并联，所述逆变单元的输出端用于连接电网或负载；
所述控制器用于在所述母线电容的纹波电流幅值大于第一阈值时，控制所述M个直流变换单元中的N个直流变换单元调节输出电流/输入电流，以减小所述母线电容的纹波电流幅值，其中，所述M为大于或等于2的整数，所述N为小于所述M且大于或等于1的整数。
2.根据权利要求1所述的功率变换系统，其特征在于，所述控制器用于：
在所述逆变单元的输出电流或者所述M个直流变换单元的输入电流之和大于第二阈值时，确定所述母线电容的纹波电流幅值大于所述第一阈值。
3.根据权利要求1或2所述的功率变换系统，其特征在于，所述控制器用于：
在所述母线电容的纹波电流幅值大于所述第一阈值时，控制所述M个直流变换单元中的所述N个直流变换单元调节输出电流/输入电流，输出与所述母线电容的纹波电流方向相反的电流，以通过电流叠加抵消作用减小所述母线电容的纹波电流幅值。
4.根据权利要求1-3任一项所述的功率变换系统，其特征在于，所述控制器用于：
生成输出电流控制信号，基于所述输出电流控制信号控制所述N个直流变换单元工作，以调节所述N个直流变换单元的输出电流；
或者，生成输入电流控制信号，基于所述输入电流控制信号控制所述N个直流变换单元工作，以调节所述N个直流变换单元的输入电流。
5.根据权利要求4所述的功率变换系统，其特征在于，所述控制器用于：
基于所述母线电容的电容电流获得第一输出电流基准，并基于所述第一输出电流基准和所述N个直流变换单元的输出电流采样值生成所述输出电流控制信号；
或者，基于所述母线电容的电容电流获得第一输入电流基准，并基于所述第一输入电流基准和所述N个直流变换单元的输入电流采样值生成所述输入电流控制信号。
6.根据权利要求5所述的功率变换系统，其特征在于，所述控制器用于：
基于所述电容电流获得所述电容电流的包络线，并基于所述电容电流的包络线获得所述第一输出电流基准或所述第一输入电流基准；
或者，基于所述电容电流获得所述电容电流的低频分量，并基于所述电容电流的低频分量获得所述第一输出电流基准或所述第一输入电流基准。
7.根据权利要求4所述的功率变换系统，其特征在于，所述控制器用于：
基于所述逆变单元的输出电流，获得第二输出电流基准，并基于所述第二输出电流基准和所述N个直流变换单元的输出电流采样值生成所述输出电流控制信号；
或者，基于所述逆变单元的输出电流，获得第二输入电流基准，并基于所述第二输入电流基准和所述N个直流变换单元的输入电流采样值生成所述输入电流控制信号。
8.根据权利要求7所述的功率变换系统，其特征在于，所述控制器用于：
基于所述逆变单元的输出电流，获得所述逆变单元的输出电流中三相电流之和的包络线，并基于所述三相电流之和的包络线获得所述第二输出电流基准或所述第二输入电流基准；
或者，基于所述逆变单元的输出电流，获得所述逆变单元的输出电流中三相电流之和的低频分量，并基于所述三相电流之和的低频分量获得所述第二输出电流基准或所述第二输入电流基准。
9.根据权利要求1-8任一项所述的功率变换系统，其特征在于，所述控制器用于：
在所述母线电容的纹波电流幅值大于第三阈值时，控制所述M个直流变换单元中的K个直流变换单元调节输出电流/输入电流，以减小所述母线电容的纹波电流幅值，所述第三阈值大于或等于所述第一阈值，所述K为小于所述M的整数。
10.根据权利要求9所述的功率变换系统，其特征在于，所述控制器还用于：
在控制所述K个直流变换单元调节输出电流/输入电流以减小所述母线电容的纹波电流幅值，且所述母线电容的纹波电流幅值大于第四阈值时，控制所述M个直流变换单元中除所述K个直流变换单元之外的T个其他直流变换单元调节输出电流/输入电流，以减小所述母线电容的纹波电流幅值，所述第四阈值大于或等于所述第三阈值，其中，所述K与所述T的和小于所述M，所述T为大于或等于1的整数。
11.根据权利要求10所述的功率变换系统，其特征在于，所述控制器还用于：
在控制所述T个其他直流变换单元调节输出电流/输入电流以减小所述母线电容的纹波电流幅值，且所述母线电容的纹波电流幅值小于所述第四阈值时，基于参考控制信号控制所述T个其他直流变换单元工作，以调节所述T个其他直流变换单元的输入电流/输入电压，所述参考控制信号基于预设电流基准或预设电压基准得到。
12.根据权利要求11所述的功率变换系统，其特征在于，所述控制器还用于：
在控制所述K个直流变换单元调节输出电流/输入电流以减小所述母线电容的纹波电流幅值，且所述母线电容的纹波电流幅值小于所述第三阈值时，基于所述参考控制信号控制所述K个直流变换单元中的一个或多个直流变换单元工作，以调节所述一个或多个直流变换单元的输入电流/输入电压。
13.一种功率变换系统的纹波电流抑制方法，其特征在于，所述方法应用于功率变换系统中的控制器，所述功率变换系统还包括M个直流变换单元、母线电容和逆变单元，所述M个直流变换单元中每个直流变换单元的输入端分别连接一个直流电源，所述M个直流变换单元的输出端并联后连接所述逆变单元的输入端，所述母线电容与所述逆变单元的输入端并联，所述逆变单元的输出端用于连接电网或负载；所述方法包括：
在所述母线电容的纹波电流幅值大于第一阈值时，控制所述M个直流变换单元中的N个直流变换单元调节输出电流/输入电流，以减小所述母线电容的纹波电流幅值，其中，所述M为大于或等于2的整数，所述N为小于所述M且大于或等于1的整数。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在所述逆变单元的输出电流或者所述M个直流变换单元的输入电流之和大于第二阈值时，确定所述母线电容的纹波电流幅值大于所述第一阈值。
15.根据权利要求13或14所述的方法，其特征在于，所述在所述母线电容的纹波电流幅值大于第一阈值时，控制所述M个直流变换单元中的N个直流变换单元调节输出电流/输入电流，以减小所述母线电容的纹波电流幅值，包括：
在所述母线电容的纹波电流幅值大于所述第一阈值时，控制所述M个直流变换单元中的所述N个直流变换单元调节输出电流/输入电流，输出与所述母线电容的纹波电流方向相反的电流，以通过电流叠加抵消作用减小所述母线电容的纹波电流幅值。
16.根据权利要求13-15任一项所述的方法，其特征在于，所述控制所述M个直流变换单元中的N个直流变换单元调节输出电流，包括：
生成输出电流控制信号，基于所述输出电流控制信号控制所述N个直流变换单元工作，以调节所述N个直流变换单元的输出电流；
或者，所述控制所述M个直流变换单元中的N个直流变换单元调节输入电流，包括：
生成输入电流控制信号，基于所述输入电流控制信号控制所述N个直流变换单元工作，以调节所述N个直流变换单元的输入电流。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述生成输出电流控制信号，包括：
基于所述母线电容的电容电流获得第一输出电流基准，并基于所述第一输出电流基准和所述N个直流变换单元的输出电流采样值生成所述输出电流控制信号；
或者，所述生成输入电流控制信号，包括：
基于所述母线电容的电容电流获得第一输入电流基准，并基于所述第一输入电流基准和所述N个直流变换单元的输入电流采样值生成所述输入电流控制信号。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述基于所述母线电容的电容电流获得第一输出电流基准，包括：
基于所述电容电流获得所述电容电流的包络线，并基于所述电容电流的包络线获得所述第一输出电流基准；
或者，基于所述电容电流获得所述电容电流的低频分量，并基于所述电容电流的低频分量获得所述第一输出电流基准。
19.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述生成输出电流控制信号，包括：
基于所述逆变单元的输出电流，获得第二输出电流基准，并基于所述第二输出电流基准和所述N个直流变换单元的输出电流采样值生成所述输出电流控制信号；
或者，所述生成输入电流控制信号，包括：
基于所述逆变单元的输出电流，获得第二输入电流基准，并基于所述第二输入电流基准和所述N个直流变换单元的输入电流采样值生成所述输入电流控制信号。
20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，所述基于所述逆变单元的输出电流，获得第二输出电流基准，包括：
基于所述逆变单元的输出电流，获得所述逆变单元的输出电流中三相电流之和的包络线，并基于所述三相电流之和的包络线获得所述第二输出电流基准；
或者，基于所述逆变单元的输出电流，获得所述逆变单元的输出电流中三相电流之和的低频分量，并基于所述三相电流之和的低频分量获得所述第二输出电流基准。
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