CN117134639B - 换流桥臂电路控制方法、装置、电子设备和计算机设备 - Google Patents

换流桥臂电路控制方法、装置、电子设备和计算机设备 Download PDF

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Abstract

本申请涉及一种换流桥臂电路控制方法、装置、电子设备和计算机设备。换流桥臂电路的每一子换流模块包括储能单元及分别与储能单元连接两全桥单元，各全桥单元与相邻子换流模块中的相邻全桥单元连接以形成互联通路；通过调制信号幅值、互联通路对应和终端部分的载波信号的幅值获取与互联通路连接的两个储能单元的第一目标连接状态和获取终端部分与旁路电路的第二目标连接状态，进而输出对应控制信号控制全桥子单元导通，使得两个储能单元的连接状态为第一目标连接状态以及使得终端部分与旁路电路处于第二目标连接状态即可在无需在各子换流模块中配置电压传感器实时测量储能单元的电压，对子换流桥臂电路输出目标输出电压的控制，降低了电路成本。

Description

换流桥臂电路控制方法、装置、电子设备和计算机设备
技术领域
本申请涉及驱动控制技术领域，特别是涉及一种换流桥臂电路控制方法、装置、电子设备和计算机设备。
背景技术
模块化多电平变流器（Modular Multilevel Converter，MMC）是高压直流输电、电机驱动、静止无功补偿和大规模电池储能等系统中的关键设备。
多电平变流器设置有全桥子模块（Full-Bridge Submodule，FBSM），全桥（FB）SM可以切入正负电容电压，在四象限运行的系统中是最常用的子模块拓扑。然而，由于串联在同一桥臂中的不同FBSM的切入状态随桥臂电流、参考桥臂电压、电容电压等因素动态变化，不同FBSM传导的桥臂电流也不相同，会导致子模块电容之间的电压失衡。在相关技术中，通常通过周期性切换子模块（Sub Module，SM）开关状态来维持电容电压的均衡，但这种方法需要实时监测每个子模块的电容电压，产生高昂的电压测量成本。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种换流桥臂电路控制方法、装置、电子设备和计算机设备。
第一方面，本申请提供了一种换流桥臂电路控制方法，应用于换流桥臂电路，所述换流桥臂电路包括多个子换流模块，每一所述子换流模块包括储能单元及分别与所述储能单元连接两全桥单元，所述换流桥臂电路中的首个全桥单元和最后一个全桥单元组成终端部分，其余每一全桥单元还与相邻子换流模块中的相邻全桥单元连接以形成互联通路；所述控制方法包括：
根据所述子换流模块的数量、每一所述储能单元的储能电压和所述换流桥臂电路的目标输出电压获取调制信号幅值；
基于所述调制信号幅值、所述互联通路对应的载波信号的幅值和所述终端部分对应的载波信号的幅值获取与所述互联通路连接的两所述储能单元的第一目标连接状态和获取所述终端部分与旁路电路的第二目标连接状态；
基于所述第一目标连接状态、所述第二目标连接状态输出对应的控制信号；所述控制信号用于控制各所述全桥单元导通相邻两所述储能单元的连接以及导通与旁路电路之间的连接，以使相邻两所述储能单元处于第一目标连接状态，使所述终端部分与旁路电路处于第二目标连接状态，使得所述换流桥臂电路输出所述目标输出电压。
在其中一个实施例中，所述第一目标连接状态和所述第二目标连接状态包括软并联状态；所述基于所述调制信号幅值、所述互联通路和所述终端部分对应的载波信号的幅值获取与所述互联通路连接的两所述储能单元的第一目标连接状态和获取所述终端部分与旁路电路的第二目标连接状态包括：
当所述互联通路对应的载波信号的幅值大于或等于所述调制信号幅值，且所述调制信号幅值大于所述互联通路对应的载波信号的幅值的负数时，第一目标连接状态为所述软并联状态；
当所述终端部分对应的载波信号的幅值大于或等于所述调制信号幅值，且所述调制信号幅值大于所述终端部分对应的载波信号的幅值的负数时，所述第二目标连接状态为所述软并联状态。
在其中一个实施例中，各所述全桥单元包括四个开关单元，各所述开关单元包括并联的两条传输路径，各所述传输路径的一端连接所述储能单元的正电压端或者负电压端，各传输路径的另一端作为相连接的两开关单元之间的连接结点；所述基于所述第一目标连接状态输出对应的控制信号包括：
当所述第一目标连接状态为软并联状态时，输出所述控制信号控制所述互联通路中每一全桥单元的至少一个所述开关单元中的一条传输路径导通；
其中，当所述开关单元中的一条所述传输路径未接收所述控制信号时，同一所述开关单元中的另一所述传输路径基于与所述开关单元所在的互联通路连接的两所述储能单元的储能电压大小导通或者截止。
在其中一个实施例中，所述第一目标连接状态和所述第二目标连接状态包括正向串联状态；所述基于所述调制信号幅值、所述互联通路对应的载波信号的幅值和所述终端部分对应的载波信号的幅值获取与所述互联通路连接的两所述储能单元的第一目标连接状态和获取所述终端部分与旁路电路的第二目标连接状态包括：
当所述互联通路对应的载波信号的幅值小于所述调制信号幅值时，所述第一目标连接状态为所述正向串联状态；
当所述终端部分对应的载波信号的幅值小于所述调制信号幅值时，所述第二目标连接状态为所述正向串联状态。
在其中一个实施例中，所述互联通路包括第一全桥单元和第二全桥单元；各所述全桥单元包括第一开关单元、第二开关单元、第三开关单元和第四开关单元，各所述开关单元包括并联的两条传输路径，所述第一开关单元和所述第二开关单元中的两个所述传输路径的一端连接所述储能单元的正电压端连接，另一端作为相连接的两开关单元之间的连接结点；所述第三开关单元和所述第四开关单元中的两个所述传输路径的一端与所述储能单元的负电压端连接，另一端作为相连接的两开关单元之间的连接结点；所述基于所述第一目标连接状态输出对应的控制信号包括：
当所述第一目标连接状态为所述正向串联状态时，输出所述控制信号分别控制所述第一全桥单元中的第三开关单元和第四开关单元中各一条传输路径导通，和输出所述控制信号分别控制所述第二全桥单元中的第一开关单元和所述第二开关单元中各一条传输路径导通。
在其中一个实施例中，所述第一目标连接状态和所述第二目标连接状态包括负向串联状态；所述基于所述调制信号幅值、所述互联通路对应的载波信号的幅值和所述终端部分对应的载波信号的幅值获取与所述互联通路连接的两所述储能单元的第一目标连接状态和获取所述终端部分与旁路电路的第二目标连接状态包括：
当所述互联通路对应的载波信号的幅值的负数大于或等于所述调制信号幅值时，所述第一目标连接状态为所述负向串联状态；
当所述终端部分对应的载波信号的幅值的负数大于或等于所述调制信号幅值时，所述第二目标连接状态为所述负向串联状态。
在其中一个实施例中，所述互联通路包括第一全桥单元和第二全桥单元；各所述全桥单元包括第一开关单元、第二开关单元、第三开关单元和第四开关单元，各所述开关单元包括并联的两条传输路径，所述第一开关单元和所述第二开关单元中的两个所述传输路径的一端连接所述储能单元的正电压端连接，另一端作为相连接的两开关单元之间的连接结点；所述第三开关单元和所述第四开关单元中的两个所述传输路径的一端与所述储能单元的负电压端连接，另一端作为相连接的两开关单元之间的连接结点；所述基于所述第一目标连接状态输出对应的控制信号包括：
当所述第一目标连接状态为所述负向串联状态时，输出所述控制信号分别控制所述第一全桥单元中的第一开关单元和所述第二开关单元中各一条传输路径导通，和输出所述控制信号分别控制所述第二全桥单元中的第三开关单元和所述第四开关单元中的各一传输路径导通。
在其中一个实施例中，根据所述子换流模块的数量、每一所述储能单元的储能电压和所述换流桥臂电路的目标输出电压获取调制信号幅值的公式为：
其中，Nref为所述调制信号幅值；Vref为所述目标输出电压；N为所述子换流模块的数量；VC为每一所述储能单元的储能电压。
第二方面，本申请还提供一种换流桥臂电路控制装置，应用于换流桥臂电路，所述换流桥臂电路包括多个子换流模块，每一所述子换流模块包括储能单元及分别与所述储能单元连接两全桥单元，所述换流桥臂电路中的首个全桥单元和最后一个全桥单元组成终端部分，其余每一全桥单元还与相邻子换流模块中的相邻全桥单元连接以形成互联通路；所述装置包括：
运算模块，用于根据所述子换流模块的数量、每一所述储能单元的储能电压和所述换流桥臂电路的目标输出电压获取调制信号幅值；
状态调取模块，用于基于所述调制信号幅值、所述互联通路对应的载波信号的幅值和所述终端部分对应的载波信号的幅值获取与所述互联通路连接的两所述储能单元的第一目标连接状态和获取所述终端部分与旁路电路的第二目标连接状态；
控制模块，用于基于所述第一目标连接状态、所述第二目标连接状态输出对应的控制信号；所述控制信号用于控制各所述全桥单元导通相邻两所述储能单元的连接以及导通与旁路电路之间的连接，以使相邻两所述储能单元处于第一目标连接状态，使所述终端部分与旁路电路处于第二目标连接状态，使得所述换流桥臂电路输出所述目标输出电压。
第三方面，本申请还提供一种电子设备，包括：
换流桥臂电路，所述换流桥臂电路包括多个子换流模块，每一所述子换流模块包括储能单元及分别与所述储能单元连接两全桥单元，所述换流桥臂电路中的首个全桥单元和最后一个全桥单元组成终端部分，其余每一全桥单元还与相邻子换流模块中的相邻全桥单元连接以形成互联通路；
控制电路，用于根据所述子换流模块的数量、每一所述储能单元的储能电压和所述换流桥臂电路的目标输出电压获取调制信号幅值，基于所述调制信号幅值、所述互联通路对应的载波信号的幅值和所述终端部分对应的载波信号的幅值获取与所述互联通路连接的两所述储能单元的第一目标连接状态和获取所述终端部分与旁路电路的第二目标连接状态，基于所述第一目标连接状态、所述第二目标连接状态输出对应的控制信号；所述控制信号用于控制各所述全桥单元导通相邻两所述储能单元的连接以及导通与旁路电路之间的连接，以使相邻两所述储能单元处于第一目标连接状态，使所述终端部分与旁路电路处于第二目标连接状态，使得所述换流桥臂电路输出所述目标输出电压。
第四方面，本申请还提供一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的方法的步骤。
上述换流桥臂电路控制方法、装置、电子设备和计算机设备，仅需通过调制信号幅值、互联通路和终端部分对应的载波信号的幅值获取与互联通路连接的两个储能单元的第一目标连接状态和获取终端部分与旁路电路的第二目标连接状态，进而输出对应控制信号控制全桥子单元导通，使得两个储能单元的连接状态为第一目标连接状态以及使得终端部分与旁路电路处于第二目标连接状态即可。可以理解的是，在通过调制信号幅值、互联通路、终端部分对应的载波信号的幅值获取第一目标连接状态和终端部分与旁路电路处于第二目标连接状态时，即可使得与互联通路连接的两储能单元的电压被平衡，因此，本申请在无需在各子换流模块中配置电压传感器实时测量储能单元的电压，也能够控制对子换流桥臂电路输出目标输出电压，降低了电路成本。
附图说明
图1为一个实施例中现有技术中的全桥子模块的拓扑及连接关系示意图；
图2为一个实施例中换流桥臂电路的结构示意图；
图3（a）为一个实施例中终端部分处于正向串联状态时的开关管状态示意图；
图3（b）为一个实施例中终端部分处于负向串联状态时的开关管状态示意图；
图3（c）为一个实施例中终端部分处于旁路状态时的开关管状态示意图之一；
图3（d）为一个实施例中终端部分处于旁路状态时的开关管状态示意图之二；
图4为一个实施例中换流桥臂电路控制方法的流程示意图；
图5为一个实施例中调制信号、各互联通路对应的载波信号的波形图；
图6（a1）为一个实施例中与互联通路连接的两储能单元处于软并联状态且桥臂电流IS大于阈值电流IThr时的互联通路的结构示意图之一；
图6（a2）为一个实施例中与互联通路连接的两储能单元处于软并联状态且桥臂电流IS大于阈值电流IThr时的互联通路的结构示意图之二；
图6（b1）为一个实施例中与互联通路连接的两储能单元处于软并联状态且桥臂电流IS小于阈值电流IThr时的互联通路的结构示意图之一；
图6（b2）为一个实施例中与互联通路连接的两储能单元处于软并联状态且桥臂电流IS小于阈值电流IThr时的互联通路的结构示意图之二；
图6（c1）为一个实施例中与互联通路连接的两储能单元处于软并联状态且桥臂电流IS的绝对值小于阈值电流IThr时互联通路的结构示意图之一；
图6（c2）为一个实施例中与互联通路连接的两储能单元处于软并联状态且桥臂电流IS的绝对值小于阈值电流IThr时互联通路的结构示意图之二；
图7为一个实施例中的当第一目标连接状态为正向串联状态时互联通路的结构示意图；
图8为一个实施例中当第一目标连接状态为负向串联状态时互联通路的结构示意图；
图9为一个实施例中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。
如图1所示的现有技术中的全桥子模块的拓扑及连接关系示意图，全桥子模块（FBSM）可以切入正负电容电压，可以应用于需要在四象限运行的系统中。然而，由于串联在同一桥臂中的不同FBSM的切入状态随桥臂电流、参考桥臂电压、电容电压等因素动态变化，不同FBSM传导的桥臂电流也不相同，会导致子模块电容之间的电压失衡。业界通过周期性切换子模块开关状态来维持电容电压的均衡，但这种方法需要实时监测每个子模块的电容电压，产生高昂的电压测量成本。此外，单个器件的故障将导致整个子模块的故障，这种冗余切换状态的缺乏也限制了整个MMC的潜在优化。
本申请实施例提供的换流桥臂电路控制方法，可以应用于如图2所示的换流桥臂电路的结构示意图。换流桥臂电路100包括多个子换流模块110（附图2中仅示出其中两个，分别为子换流模块110A和子换流模块110B），每一所述子换流模块110包括储能单元111及分别与所述储能单元111连接的两全桥单元112，其中，换流桥臂电路100中的首个全桥单元和最后一个全桥单元分别组成终端部分114，其余每一全桥单元112还与相邻子换流模块110中与其相邻的全桥单元112连接以形成互联通路113。
其中，储能单元111可以是电容，电容可以为区分正负电压端的电容，也可以为不区分正负电压端的电容，在使用本申请的换流桥臂电路控制方法控制换流桥臂电路时可自定义电容正电压端与电容负电压端。相邻的子换流模块110通过两条母线连接在一起。两个相邻的子换流模块110的串并联需要两个相邻的子换流模块110的联合动作，因此本申请的控制方法的控制对象可以被划分为整个换流桥臂电路100的终端部分114（即换流桥臂电路100中的首个全桥单元112和最后一个全桥单元112，例如，第一级子换流模块110靠近外部上一级电路的全桥单元可以理解为第一终端部分，最后一级子换流模块110靠近外部下一级电路的全桥单元可以理解为第二终端部分）和相邻两个子换流模块110中相邻的两个全桥单元112组成的互联通路113（例如，除第一终端部分和第二终端部分之外的任意两相邻的子换流模块110中的两相邻的全桥单元可以理解为形成互联通路113），其中，终端部分114还会与旁路电路连接，以与旁路电路处于第二目标连接状态。以附图2举例说明，假设换流桥臂电路100包括两个子换流模块110，分别为子换流模块110A和子换流模块110B，则上述的终端部分114即为子换流模块110A和子换流模块110B中不组成互联通路113的两个全桥单元112。
可以理解的是，对于含N个子换流模块110的换流桥臂电路，有1个终端部分114（包括换流桥臂电路100中的首个子换流模块110和最后一个子换流模块110中不组成互联通路113的两个全桥单元112）和N-1个互联通路113，其中N为正整数。终端部分114与旁路电路的第二目标连接状态分为旁路状态、正向串联状态和负向串联状态。
进一步地，终端部分114和旁路电路的电路结构均为由开关管组成的开关通路，示例性地，开关管可为二极管或三极管。如图3（a）~3（d）所示的终端部分与旁路电路的连接关系示意图，图3（a）为终端部分处于正向串联状态时的开关管状态示意图，图3（b）为终端部分处于负向串联状态时的开关管状态示意图，图3（c）和图3（d）为终端部分处于旁路状态时的开关管状态示意图。
在一个实施例中，如图4所示的控制方法的流程示意图，本申请提供的换流桥臂电路控制方法包括以下步骤402至步骤406：
步骤402，根据子换流模块的数量、每一储能单元的储能电压和换流桥臂电路的目标输出电压获取调制信号幅值。
其中，储能电压指的是储能单元的储能量，示例性地，若储能单元为电容，储能电压即为单个电容电压。
进一步地，根据子换流模块的数量、每一储能单元的储能电压和换流桥臂电路的目标输出电压获取调制信号幅值的公式可以为：
其中，Nref为调制信号幅值；Vref为换流桥臂电路的目标输出电压；N为子换流模块的数量；VC为每一储能单元的储能电压。
步骤404，基于调制信号幅值、互联通路对应的载波信号的幅值和终端部分对应的载波信号的幅值获取与互联通路连接的两储能单元的第一目标连接状态和获取终端部分与旁路电路的第二目标连接状态。即本申请中，第一目标连接状态为与互联通路连接的两储能单元之间的连接状态，第二目标状态为终端部分与旁路电路之间的连接状态。
其中，互联通路和终端部分对应的载波信号可以是三角载波，载波信号的幅值在0至1之间。其中的旁路电路指的是其他功能电路，也可以指的是与终端部分相同的开关电路。可以理解的是，由于冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其效果基本相同。因此采用脉冲宽度按正弦规律变化而和正弦波等效的PWM（Pulse WidthModulation，脉冲宽度调制）波形控制逆变电路中开关器件的通断，使其输出的脉冲电压的面积与所希望输出的正弦波在相应区间内的面积相等，通过改变调制波的频率和幅值则可调节逆变电路输出电压的频率和幅值。三角波载波在该调制过程中充当载波，三角波是等腰三角波，因为等腰三角波上任一点的水平宽度和高度成线性关系且左右对称，当它与任何一个平缓变化的调制信号波相交时，如果在交点时刻对电路中开关器件的通断进行控制，就可以得到宽度正比于信号波幅值的脉冲。
具体地，对于由N个子换流模块组成的换流桥臂电路，需将相移值为2pi/N的N个相移三角载波输出至一个终端部分和N-1个互联通路，最终控制整个换流桥臂电路中的各与互联通路连接的储能单元均处于第一目标连接状态以及控制终端部分与旁路电路处于第二目标连接状态，使得换流桥臂电路输出所述目标输出电压，其中N为正整数。
进一步地，第一目标连接状态包括正向串联状态、软并联状态和负向串联状态。调制信号幅值、互联通路对应的载波信号的幅值和终端部分对应的载波信号的幅值与与互联通路连接的两储能单元的第一目标连接状态之间和终端部分与旁路电路的第二目标连接状态的关系可以为：
；
其中，Nref为调制信号幅值，C（i）为互联通路或终端部分对应的载波信号的幅值。软并联状态即为与互联通路连接的两个储能单元的正电压端之间导通连接、负电压端之间导通连接的状态。正向串联状态为与互联通路连接的两个储能单元的正电压端与负电压端相继连接，且换流桥臂电路输出的电压为正电压。负向串联状态为与互联通路连接的两个储能单元的正电压端与负电压端相继连接，且换流桥臂电路输出的电压为负电压。
示例性地，假设换流桥臂电路设有四个子换流模块，通过相移载波调制来确定1个终端部分与旁路电路的第二目标连接状态和与3个互联通路连接的储能单元之间的第一目标连接状态。如图5所示的调制信号、各互联通路对应的载波信号的波形图。其中C（1）为互联通路1对应的载波信号，C（2）为互联通路2对应的载波信号，C（3）为互联通路3对应的载波信号，C（4）为终端部分对应的载波信号。其中，互联通路1、互联通路2和互联通路3相继连接。结合表1：
表1 各储能单元的第一目标连接状态与目标输出电压
其中，VC为每一所述储能单元的储能电压。示例性地，若与互联通路1连接的两个储能单元分别为储能单元1和储能单元2，与互联通路2连接的两个储能单元分别为储能单元2和储能单元3，与互联通路3连接的两个储能单元分别为储能单元3和储能单元4。基于表1可知，当t=t1，由于终端部分和互联部分的调制信号幅值Nref和对应的载波信号C（i）的关系都为Nref＞C（i），与各互联通路连接的储能单元之间的连接状态以及和终端部分与旁路电路之间的连接状态均处于正向串联状态，也即储能单元1~4两两之间互为正向串联状态，此时换流桥臂电路输出的目标输出电压为+4VC；当t=t2，与互联通路1和互联通路2相连的两储能单元处于软并联状态（也即，储能单元1和储能单元2之间为软并联状态，储能单元2和储能单元3之间也为软并联状态），与互联通路3连接的两储能单元和终端部分与旁路电路的连接状态均处于正向串联状态（也即，储能单元3和储能单元4处于正向串联状态，终端部分与旁路电路处于如附图3（a）所示的连接状态），此时换流桥臂电路输出的目标输出电压为+2VC；当t=t3，与各互联通路连接的储能单元之间均处于软并联状态（也即，储能单元1~4两两之间互为软并联状态），终端部分与旁路部分的连接状态为正向串联状态（例如，终端部分与旁路电路处于如附图3（a）所示的连接状态），此时换流桥臂电路输出的目标输出电压为+1VC；当t=t4，与互联通路1、互联通路2连接的储能单元之间处于负向串联状态（也即，储能单元1~3两两之间互为负向串联状态），与互联通路3连接的两储能单元之间处于软并联状态（也即，储能单元3和储能单元4处于软并联状态），终端部分与旁路电路的状态也为负向串联状态（例如附图3（b）所示的终端部分与旁路电路的连接状态），此时换流桥臂电路输出的目标输出电压为−3VC；当t=T，与各互联通路连接的储能单元之间处于软并联状态（也即，储能单元1~4两两之间互为软并联状态），终端部分与旁路电路处于旁路状态（例如附图3（c）或者附图3（d）所示的终端部分与旁路电路的连接状态），此时换流桥臂电路输出的目标输出电压为0。同理可得，当换流桥臂电路设置有N各子换流模块时，换流桥臂电路可以输出−N*VC至+N*VC的2N+1个电平。
步骤406，基于第一目标连接状态、第二目标连接状态输出对应的控制信号；控制信号用于控制各全桥单元导通相邻两储能单元的连接以及导通与旁路电路之间的连接，以使相邻两储能单元处于第一目标连接状态，使所述终端部分与旁路电路处于第二目标连接状态，使得换流桥臂电路输出目标输出电压。
进一步地，各全桥单元包括四个开关单元，各开关单元包括并联的两条传输路径，各所述传输路径的一端连接所述储能单元的正电压端或者负电压端，另一端作为相连接的两开关单元之间的连接结点；换流桥臂电路的桥臂电流动态选择其中一个传输路径导通，对电压较低的储能单元进行充电，对电压较高的储能单元进行放电，直至与互联通路连接的两个储能单元之间的电压平衡。其中一条传输路径可以是第一开关管如二极管组成的开关通路，另一条传输路径可以是由第二开关管如三极管、MOS管组成的开关通路。可以理解的是，第一开关管和第二开关管的导通条件不同，由第一开关管组成的传输路径根据储能电压大小的情况导通，第二开关管组成的传输路径在控制信号的控制作用下导通。因此，浪涌电流被限制在由桥臂电流构造的包络线中，两储能单元的电压差也被第一开关管如二极管钳位，避免了储能单元之间的直接并联。
示例性地，当互联通路对应的载波信号的幅值大于或等于调制信号幅值，且调制信号幅值大于互联通路对应的载波信号的幅值的负数时，与互联通路连接的两储能单元的第一目标连接状态为软并联状态；当终端部分对应的载波信号的幅值大于或等于调制信号幅值，且调制信号幅值大于终端部分对应的载波信号的幅值的负数时，第二目标连接状态为软并联状态。
进一步地，当第一目标连接状态为软并联状态时，输出控制信号控制互联通路中每一全桥单元的至少一个开关单元中的一条传输路径导通；其中，当开关单元中的一条传输路径未接收控制信号时，同一开关单元中的另一传输路径基于与开关单元所在的互联通路连接的两储能单元的储能电压大小导通或者截止。当第一目标连接状态为软并联状态时，如图6（a1）~图6（c2）所示，图6（a1）和6（a2）为与互联通路连接的两储能单元处于软并联状态且桥臂电流IS>阈值电流IThr时的互联通路的结构示意图，结合附图6（a1）举例说明，其中电容C1和电容C2表示与互联通路连接的两储能单元，二极管D1~二极管D8分别为四个开关单元中的其中一条传输路径，开关管S1~开关管S8分别为四个开关管中的另外一条传输路径。桥臂电流IS>阈值电流IThr，开关管S2和S8导通，若VC1>VC2，则二极管D5导通，桥臂电流将流经开关管S2和二极管D5，并向电容C2充电；当VC1＜VC2时，二极管D3将导通，电容C1被充电以减小电容C1与电容C2之间的电压差。两个相邻电容电压的相对大小决定了桥臂电路的具体路径，无需获取VC1和VC2的具体电压值。图6（a1）和图6（a2）中的传输路径的导通状态不同，但可以获得相同的效果。通过在等效状态之间交替，能够平均电流、损耗和将温升均匀分布到不同传输路径的开关管上。
进一步地，图6（b1）和图6（b2）为与互联通路连接的两储能单元处于软并联状态且桥臂电流IS＜阈值电流IThr时的互联通路的结构示意图。与互联通路连接的两储能单元处于软并联状态且桥臂电流IS的绝对值小于阈值电流IThr时，互联通路的结构如6（c1）和6（c2）所示，能够补偿电流测量误差和延迟。
示例性地，当互联通路对应的载波信号的幅值小于调制信号幅值时，与互联通路连接的两储能单元的第一目标连接状态为正向串联状态；当终端部分对应的载波信号的幅值小于调制信号幅值时，第二目标连接状态为正向串联状态。
进一步地，如图7所示的当第一目标连接状态为正向串联状态时互联通路的结构示意图，互联通路包括第一全桥单元1131和第二全桥单元1132；第一全桥单元1131和第二全桥单元1132均包括第一开关单元A、第二开关单元B、第三开关单元C和第四开关单元D，各开关单元包括并联的两条传输路径，第一开关单元A和第二开关单元B中的两个传输路径的一端连接储能单元111的正电压端连接，另一端作为相连接的两开关单元之间的连接结点；第三开关单元C和第四开关单元D中的两个传输路径的一端与储能单元111的负电压端连接，另一端作为相连接的两开关单元之间的连接结点；基于第一目标连接状态输出对应的控制信号包括：当第一目标连接状态为正向串联状态时，输出控制信号分别控制第一全桥单元1131中的第三开关单元C和第四开关单元D中各一条传输路径导通，和输出控制信号分别控制第二全桥单元1132中的第一开关单元A和第二开关单元B中各一条传输路径导通。
示例性地，当互联通路对应的载波信号的幅值的负数大于或等于调制信号幅值时，与互联通路连接的两储能单元的第一目标连接状态为负向串联状态；当终端部分对应的载波信号的幅值的负数大于或等于所述调制信号幅值时，第二目标连接状态为所述负向串联状态。
进一步地，如图8所示的当第一目标连接状态为负向串联状态时互联通路的结构示意图，互联通路包括第一全桥单元1131和第二全桥单元1132；第一全桥单元1131和第二全桥单元1132均包括第一开关单元A、第二开关单元B、第三开关单元C和第四开关单元D，各开关单元包括并联的两条传输路径，第一开关单元A和第二开关单元B中的两个传输路径的一端连接储能单元111的正电压端连接，另一端作为相连接的两开关单元之间的连接结点；第三开关单元C和第四开关单元D中的两个传输路径的一端与储能单元111的负电压端连接，另一端作为相连接的两开关单元之间的连接结点；基于第一目标连接状态输出对应的控制信号包括：当第一目标连接状态为负向串联状态时，输出控制信号分别控制第一全桥单元1131中的第一开关单元A和第二开关单元B中各一条传输路径导通，和输出控制信号分别控制第二全桥单元1132中的第三开关单元C和第四开关单元D中各一条传输路径导通。
结合表2，表2示出了各开关单元中的传输路径的通断状态，其中带*的符号表示电流流经相应的半导体（二极管D或开关管S）；不带*的符号表示半导体（二极管或开关管）被激活以形成并联路径，但没有电流通过。桥臂电流的方向在一个操作周期中发生变化。表2中第一列为与互联通路连接的两储能单元的连接状态，示例性地，当换流桥臂电路需输出的目标输出电压为零时，与互联通路连接的两储能单元的连接关系需为软并联状态，此时采集桥臂电流IS，当桥臂电流IS大于阈值电流IThr时，控制信号控制各开关单元中的传输路径的导通状态如图6（a1）或图6（a2）所示。具体地，为了避免开关管的温升过大，可以分时控制各开关单元中的传输路径导通至图6（a1）或图6（a2）所示，如10s内选择图6（a1）所示的状态，第二个10秒选择图6（a2）所示状态，第三个十秒再换回图6（a1），如此切换。
表2 各开关单元中的传输路径的通断状态
在本实施例中，上述换流桥臂电路控制方法仅需通过调制信号幅值、互联通路和终端部分对应的载波信号的幅值获取与互联通路连接的两个储能单元的第一目标连接状态和获取终端部分与旁路电路的第二目标连接状态，进而输出对应控制信号控制全桥子单元导通，使得两个储能单元的连接状态为第一目标连接状态以及使得终端部分与旁路电路处于第二目标连接状态即可。可以理解的是，在通过调制信号幅值、互联通路、终端部分对应的载波信号的幅值获取第一目标连接状态和第二目标连接时，即可使得与互联通路连接的两储能单元的电压被平衡，因此，本申请在无需在各子换流模块中配置电压传感器实时测量储能单元的电压，也能够控制对子换流桥臂电路输出目标输出电压，降低了电路成本。
应该理解的是，虽然如上所述的各实施例所涉及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，如上所述的各实施例所涉及的流程图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。
基于同样的发明构思，本申请实施例还提供了一种用于实现上述所涉及的换流桥臂电路控制方法的换流桥臂电路控制装置。该装置所提供的解决问题的实现方案与上述方法中所记载的实现方案相似，故下面所提供的一个或多个控制装置实施例中的具体限定可以参见上文中对于控制方法的限定，在此不再赘述。
在一个实施例中，如图9所示的换流桥臂电路控制装置的结构示意图，控制装置900应用于换流桥臂电路，换流桥臂电路包括多个子换流模块，每一子换流模块包括储能单元及分别与储能单元连接两全桥单元，其中，换流桥臂电路中的首个全桥单元和最后一个全桥单元组成终端部分，其余每一全桥单元还与相邻子换流模块中的相邻全桥单元连接以形成互联通路。控制装置900包括：运算模块910、状态调取模块920和控制模块930，其中：
运算模块910，用于根据子换流模块的数量、每一储能单元的储能电压和换流桥臂电路的目标输出电压获取调制信号幅值。
状态调取模块920，用于基于调制信号幅值、互联通路对应的载波信号的幅值和终端部分对应的载波信号的幅值获取与互联通路连接的两储能单元的第一目标连接状态和获取所述终端部分与旁路电路的第二目标连接状态。即本申请中，第一目标连接状态为与互联通路连接的两储能单元之间的连接状态，第二目标状态为终端部分与旁路电路之间的连接状态。
控制模块930，用于基于第一目标连接状态、第二目标连接状态输出对应的控制信号；控制信号用于控制各全桥单元导通相邻两储能单元的连接以及导通与旁路电路之间的连接，以使相邻两储能单元处于第一目标连接状态，使所述终端部分与旁路电路处于第二目标连接状态，使得换流桥臂电路输出目标输出电压。
在一个实施例中，第一目标连接状态和第二目标连接状态包括软并联状态；状态调取模块还用于当互联通路对应的载波信号的幅值大于或等于调制信号幅值，且调制信号幅值大于互联通路对应的载波信号的幅值的负数时，第一目标连接状态为软并联状态；当终端部分对应的载波信号的幅值大于或等于调制信号幅值，且调制信号幅值大于终端部分对应的载波信号的幅值的负数时，第二目标连接状态为软并联状态。
在一个实施例中，各全桥单元包括四个开关单元，各开关单元包括并联的两条传输路径，各传输路径的一端连接储能单元的正电压端或者负电压端，各传输路径的另一端作为相连接的两开关单元之间的连接结点；控制模块还用于当第一目标连接状态为软并联状态时，输出控制信号控制互联通路中每一全桥单元的至少一个开关单元中的一条传输路径导通；其中，当开关单元中的一条传输路径未接收控制信号时，同一开关单元中的另一传输路径基于与开关单元所在的互联通路连接的两储能单元的储能电压大小导通或者截止。
在一个实施例中，第一目标连接状态和第二目标连接状态包括正向串联状态；状态调取模块还用于当互联通路和终端部分对应的载波信号的幅值小于调制信号幅值时，第一目标连接状态为正向串联状态；当终端部分对应的载波信号的幅值小于调制信号幅值时，第二目标连接状态为正向串联状态。
在一个实施例中，互联通路包括第一全桥单元和第二全桥单元；各全桥单元包括第一开关单元、第二开关单元、第三开关单元和第四开关单元，各开关单元包括并联的两条传输路径，第一开关单元和第二开关单元中的两个传输路径连接储能单元的正电压端连接，第三开关单元和第四开关单元中的两个传输路径与储能单元的负电压端连接；控制模块还用于当第一目标连接状态为正向串联状态时，输出控制信号分别控制第一全桥单元中的第三开关单元和第四开关单元中各一条传输路径导通，和输出控制信号分别控制第二全桥单元中的第一开关单元和第二开关单元中各一条传输路径导通。
在一个实施例中，第一目标连接状态和第二目标连接状态包括负向串联状态；状态调取模块还用于当互联通路对应的载波信号的幅值的负数大于或等于调制信号幅值时，与互联通路连接的两储能单元的第一目标连接状态为负向串联状态；当终端部分对应的载波信号的幅值的负数大于或等于调制信号幅值时，第二目标连接状态为负向串联状态。
在一个实施例中，互联通路包括第一全桥单元和第二全桥单元；各全桥单元包括第一开关单元、第二开关单元、第三开关单元和第四开关单元，各开关单元包括并联的两条传输路径，第一开关单元和第二开关单元中的两个传输路径的一端连接储能单元的正电压端连接，另一端作为相连接的两开关单元之间的连接结点；第三开关单元和第四开关单元中的两个传输路径的一端与储能单元的负电压端连接，另一端作为相连接的两开关单元之间的连接结点；控制模块还用于当第一目标连接状态为负向串联状态时，输出控制信号分别控制第一全桥单元中的第一开关单元和第二开关单元中各一条传输路径导通，和输出控制信号分别控制第二全桥单元中的第三开关单元和第四开关单元中的各一传输路径导通。
在一个实施例中，运算模块用于根据子换流模块的数量、每一储能单元的储能电压和换流桥臂电路的目标输出电压获取调制信号幅值时采用的公式为：
其中，Nref为调制信号幅值；Vref为目标输出电压；N为子换流模块的数量；VC为每一储能单元的储能电压。
上述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，提供了一种电子设备，包括换流桥臂电路和控制电路，换流桥臂电路包括多个子换流模块，每一子换流模块包括储能单元及分别与储能单元连接两全桥单元，所述换流桥臂电路中的首个全桥单元和最后一个全桥单元组成终端部分，其余每一全桥单元还与相邻子换流模块中的相邻全桥单元连接以形成互联通路；控制电路用于根据子换流模块的数量、每一储能单元的储能电压和换流桥臂电路的目标输出电压获取调制信号幅值，基于调制信号幅值、互联通路和终端部分对应的载波信号的幅值获取与互联通路连接的两储能单元的第一目标连接状态和获取所述终端部分与旁路电路之间的第二目标连接状态，基于第一目标连接状态、第二目标连接状态输出对应的控制信号；控制信号用于控制各全桥单元导通相邻两储能单元的连接以及导通与旁路电路之间的连接，以使相邻两储能单元处于第一目标连接状态，使所述终端部分与旁路电路处于第二目标连接状态，使得换流桥臂电路输出目标输出电压。
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服务器，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、存储器和网络接口。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和内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序和数据库。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。该计算机设备的数据库用于存储上述实施例中的控制方法所涉及的各种数据。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种控制方法。
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上述各方法实施例中的步骤。
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上述各方法实施例中的步骤。
在一个实施例中，提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述各方法实施例中的步骤。
需要说明的是，本申请所涉及的用户信息（包括但不限于用户设备信息、用户个人信息等）和数据（包括但不限于用于分析的数据、存储的数据、展示的数据等），均为经用户授权或者经过各方充分授权的信息和数据。
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、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-OnlyMemory，ROM）、磁带、软盘、闪存、光存储器、高密度嵌入式非易失性存储器、阻变存储器（ReRAM）、磁变存储器（Magnetoresistive Random Access Memory，MRAM）、铁电存储器（Ferroelectric Random Access Memory，FRAM）、相变存储器（Phase Change Memory，PCM）、石墨烯存储器等。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等。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 AccessMemory，SRAM）或动态随机存取存储器（Dynamic RandomAccess Memory，DRAM）等。本申请所提供的各实施例中所涉及的数据库可包括关系型数据库和非关系型数据库中至少一种。非关系型数据库可包括基于区块链的分布式数据库等，不限于此。本申请所提供的各实施例中所涉及的处理器可为通用处理器、中央处理器、图形处理器、数字信号处理器、可编程逻辑器、基于量子计算的数据处理逻辑器等，不限于此。
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本申请专利范围的限制。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，本申请的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (11)

1.一种换流桥臂电路控制方法，其特征在于，应用于换流桥臂电路，所述换流桥臂电路包括多个子换流模块，每一所述子换流模块包括储能单元及分别与所述储能单元连接两全桥单元；各全桥单元包括第一开关单元、第二开关单元、第三开关单元和第四开关单元；各所述第一开关单元和各所述第二开关单元的第一端与所述储能单元的正电压端连接，各所述第三开关单元和各所述第四开关单元的第二端与所述储能单元的负电压端连接，各所述第一开关单元的第二端与各所述第三开关单元的第二端连接，各所述第二开关单元的第二端与各所述第四开关单元的第二端连接；所述换流桥臂电路中的首个全桥单元和最后一个全桥单元组成终端部分，其余每一全桥单元的第一开关单元的第二端还与相邻子换流模块中的相邻全桥单元的第二开关单元的第二端连接，其余每一全桥单元的第二开关单元的第二端还与相邻子换流模块中的相邻全桥单元的第一开关单元的第二端连接以形成互联通路；所述控制方法包括：
根据所述子换流模块的数量、每一所述储能单元的储能电压和所述换流桥臂电路的目标输出电压获取调制信号幅值；
基于所述调制信号幅值、所述互联通路对应的载波信号的幅值和所述终端部分对应的载波信号的幅值获取与所述互联通路连接的两所述储能单元的第一目标连接状态和获取所述终端部分与旁路电路的第二目标连接状态；
基于所述第一目标连接状态、所述第二目标连接状态输出对应的控制信号；所述控制信号用于控制各所述全桥单元导通相邻两所述储能单元的连接以及导通与旁路电路之间的连接，以使相邻两所述储能单元处于第一目标连接状态，使所述终端部分与旁路电路处于第二目标连接状态，使得所述换流桥臂电路输出所述目标输出电压；
其中第一目标连接状态包括正向串联状态、软并联状态和负向串联状态；第二目标连接状态包括正向串联状态、软并联状态和负向串联状态。
2.根据权利要求1所述的换流桥臂电路控制方法，其特征在于，所述第一目标连接状态和所述第二目标连接状态包括软并联状态；所述基于所述调制信号幅值、所述互联通路和所述终端部分对应的载波信号的幅值获取与所述互联通路连接的两所述储能单元的第一目标连接状态和获取所述终端部分与旁路电路的第二目标连接状态包括：
当所述互联通路对应的载波信号的幅值大于或等于所述调制信号幅值，且所述调制信号幅值大于所述互联通路对应的载波信号的幅值的负数时，第一目标连接状态为所述软并联状态；
当所述终端部分对应的载波信号的幅值大于或等于所述调制信号幅值，且所述调制信号幅值大于所述终端部分对应的载波信号的幅值的负数时，所述第二目标连接状态为所述软并联状态。
3.根据权利要求2所述的换流桥臂电路控制方法，其特征在于，各所述全桥单元包括四个开关单元，各所述开关单元包括并联的两条传输路径，各所述传输路径的一端连接所述储能单元的正电压端或者负电压端，各传输路径的另一端作为相连接的两开关单元之间的连接结点；所述基于所述第一目标连接状态输出对应的控制信号包括：
当所述第一目标连接状态为软并联状态时，输出所述控制信号控制所述互联通路中每一全桥单元的至少一个所述开关单元中的一条传输路径导通；
其中，当所述开关单元中的一条所述传输路径未接收所述控制信号时，同一所述开关单元中的另一所述传输路径基于与所述开关单元所在的互联通路连接的两所述储能单元的储能电压大小导通或者截止。
4.根据权利要求1所述的换流桥臂电路控制方法，其特征在于，所述第一目标连接状态和所述第二目标连接状态包括正向串联状态；所述基于所述调制信号幅值、所述互联通路对应的载波信号的幅值和所述终端部分对应的载波信号的幅值获取与所述互联通路连接的两所述储能单元的第一目标连接状态和获取所述终端部分与旁路电路的第二目标连接状态包括：
当所述互联通路对应的载波信号的幅值小于所述调制信号幅值时，所述第一目标连接状态为所述正向串联状态；
当所述终端部分对应的载波信号的幅值小于所述调制信号幅值时，所述第二目标连接状态为所述正向串联状态。
5.根据权利要求4所述的换流桥臂电路控制方法，其特征在于，所述互联通路包括第一全桥单元和第二全桥单元；各所述全桥单元包括第一开关单元、第二开关单元、第三开关单元和第四开关单元，各所述开关单元包括并联的两条传输路径，所述第一开关单元和所述第二开关单元中的两个所述传输路径的一端连接所述储能单元的正电压端连接，另一端作为相连接的两开关单元之间的连接结点；所述第三开关单元和所述第四开关单元中的两个所述传输路径的一端与所述储能单元的负电压端连接，另一端作为相连接的两开关单元之间的连接结点；所述基于所述第一目标连接状态输出对应的控制信号包括：
当所述第一目标连接状态为所述正向串联状态时，输出所述控制信号分别控制所述第一全桥单元中的第三开关单元和第四开关单元中各一条传输路径导通，和输出所述控制信号分别控制所述第二全桥单元中的第一开关单元和所述第二开关单元中各一条传输路径导通。
6.根据权利要求1所述的换流桥臂电路控制方法，其特征在于，所述第一目标连接状态和所述第二目标连接状态包括负向串联状态；所述基于所述调制信号幅值、所述互联通路对应的载波信号的幅值和所述终端部分对应的载波信号的幅值获取与所述互联通路连接的两所述储能单元的第一目标连接状态和获取所述终端部分与旁路电路的第二目标连接状态包括：
当所述互联通路对应的载波信号的幅值的负数大于或等于所述调制信号幅值时，所述第一目标连接状态为所述负向串联状态；
当所述终端部分对应的载波信号的幅值的负数大于或等于所述调制信号幅值时，所述第二目标连接状态为所述负向串联状态。
7.根据权利要求6所述的换流桥臂电路控制方法，其特征在于，所述互联通路包括第一全桥单元和第二全桥单元；各所述全桥单元包括第一开关单元、第二开关单元、第三开关单元和第四开关单元，各所述开关单元包括并联的两条传输路径，所述第一开关单元和所述第二开关单元中的两个所述传输路径的一端连接所述储能单元的正电压端连接，另一端作为相连接的两开关单元之间的连接结点；所述第三开关单元和所述第四开关单元中的两个所述传输路径的一端与所述储能单元的负电压端连接，另一端作为相连接的两开关单元之间的连接结点；所述基于所述第一目标连接状态输出对应的控制信号包括：
当所述第一目标连接状态为所述负向串联状态时，输出所述控制信号分别控制所述第一全桥单元中的第一开关单元和所述第二开关单元中各一条传输路径导通，和输出所述控制信号分别控制所述第二全桥单元中的第三开关单元和所述第四开关单元中的各一传输路径导通。
8.根据权利要求1至7任一项所述的换流桥臂电路控制方法，其特征在于，
根据所述子换流模块的数量、每一所述储能单元的储能电压和所述换流桥臂电路的目标输出电压获取调制信号幅值的公式为：
其中，Nref为所述调制信号幅值；Vref为所述目标输出电压；N为所述子换流模块的数量；VC为每一所述储能单元的储能电压。
9.一种换流桥臂电路控制装置，其特征在于，应用于换流桥臂电路，所述换流桥臂电路包括多个子换流模块，每一所述子换流模块包括储能单元及分别与所述储能单元连接两全桥单元；各全桥单元包括第一开关单元、第二开关单元、第三开关单元和第四开关单元；各所述第一开关单元和各所述第二开关单元的第一端与所述储能单元的正电压端连接，各所述第三开关单元和各所述第四开关单元的第二端与所述储能单元的负电压端连接，各所述第一开关单元的第二端与各所述第三开关单元的第二端连接，各所述第二开关单元的第二端与各所述第四开关单元的第二端连接；所述换流桥臂电路中的首个全桥单元和最后一个全桥单元组成终端部分，其余每一全桥单元的第一开关单元的第二端还与相邻子换流模块中的相邻全桥单元的第二开关单元的第二端连接，其余每一全桥单元的第二开关单元的第二端还与相邻子换流模块中的相邻全桥单元的第一开关单元的第二端连接以形成互联通路；所述装置包括：
运算模块，用于根据所述子换流模块的数量、每一所述储能单元的储能电压和所述换流桥臂电路的目标输出电压获取调制信号幅值；
状态调取模块，用于基于所述调制信号幅值、所述互联通路对应的载波信号的幅值和所述终端部分对应的载波信号的幅值获取与所述互联通路连接的两所述储能单元的第一目标连接状态和获取所述终端部分与旁路电路的第二目标连接状态；
控制模块，用于基于所述第一目标连接状态、所述第二目标连接状态输出对应的控制信号；所述控制信号用于控制各所述全桥单元导通相邻两所述储能单元的连接以及导通与旁路电路之间的连接，以使相邻两所述储能单元处于第一目标连接状态，使所述终端部分与旁路电路处于第二目标连接状态，使得所述换流桥臂电路输出所述目标输出电压；其中第一目标连接状态包括正向串联状态、软并联状态和负向串联状态；第二目标连接状态包括正向串联状态、软并联状态和负向串联状态。
10.一种电子设备，其特征在于，包括：
换流桥臂电路，所述换流桥臂电路包括多个子换流模块，每一所述子换流模块包括储能单元及分别与所述储能单元连接两全桥单元；各全桥单元包括第一开关单元、第二开关单元、第三开关单元和第四开关单元；各所述第一开关单元和各所述第二开关单元的第一端与所述储能单元的正电压端连接，各所述第三开关单元和各所述第四开关单元的第二端与所述储能单元的负电压端连接，各所述第一开关单元的第二端与各所述第三开关单元的第二端连接，各所述第二开关单元的第二端与各所述第四开关单元的第二端连接；所述换流桥臂电路中的首个全桥单元和最后一个全桥单元组成终端部分，其余每一全桥单元的第一开关单元的第二端还与相邻子换流模块中的相邻全桥单元的第二开关单元的第二端连接，其余每一全桥单元的第二开关单元的第二端还与相邻子换流模块中的相邻全桥单元的第一开关单元的第二端连接以形成互联通路；
控制电路，用于根据所述子换流模块的数量、每一所述储能单元的储能电压和所述换流桥臂电路的目标输出电压获取调制信号幅值，基于所述调制信号幅值、所述互联通路对应的载波信号的幅值和所述终端部分对应的载波信号的幅值获取与所述互联通路连接的两所述储能单元的第一目标连接状态和获取所述终端部分与旁路电路的第二目标连接状态，基于所述第一目标连接状态、所述第二目标连接状态输出对应的控制信号；所述控制信号用于控制各所述全桥单元导通相邻两所述储能单元的连接以及导通与旁路电路之间的连接，以使相邻两所述储能单元处于第一目标连接状态，使所述终端部分与旁路电路处于第二目标连接状态，使得所述换流桥臂电路输出所述目标输出电压；其中第一目标连接状态包括正向串联状态、软并联状态和负向串联状态；第二目标连接状态包括正向串联状态、软并联状态和负向串联状态。
11.一种计算机设备，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8中任一项所述的方法的步骤。
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Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104201909A (zh) * 2014-09-12 2014-12-10 东南大学 一种用于vsc-hvdc的三相模块化多电平换流器及其载波移相调制方法
CN106797172A (zh) * 2014-09-29 2017-05-31 皇家飞利浦有限公司 多电平逆变器以及通过利用多电平逆变器提供多电平输出电压的方法
JP2017529054A (ja) * 2014-12-11 2017-09-28 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェＫｏｎｉｎｋｌｉｊｋｅ Ｐｈｉｌｉｐｓ Ｎ．Ｖ． マルチレベルインバータ、及びマルチレベルインバータを利用することによりマルチレベル出力電圧を供給するための方法
WO2019148619A1 (zh) * 2018-02-02 2019-08-08 荣信汇科电气技术有限责任公司 模块化多电平变流器功率模块的故障保护与旁路装置
CN111371336A (zh) * 2020-04-10 2020-07-03 东南大学 一种基于能量自平衡电路的混合型模块化多电平变换器
WO2021159873A1 (zh) * 2020-02-13 2021-08-19 南京南瑞继保电气有限公司 一种双向能量均衡换流链、电能路由器及控制方法
US11336205B1 (en) * 2021-04-28 2022-05-17 Mainstream Engineering Corporation Inverter for a low frequency amplifier with high drive voltage, high power density, high efficiency, and wide bandwidth operation
CN217115924U (zh) * 2022-02-25 2022-08-02 深圳市德兰明海科技有限公司 一种单相三线式逆变电路及单相三线逆变器
CN116937999A (zh) * 2023-09-18 2023-10-24 深圳市德兰明海新能源股份有限公司 换流桥臂电路、换流装置和预充电控制方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2647119B1 (de) * 2010-11-30 2018-07-25 Technische Universität München Neue multilevelkonvertertopologie mit der möglichkeit zur dynamischen seriell- und parallelschaltung von einzelmodulen
WO2022110118A1 (zh) * 2020-11-30 2022-06-02 华为数字能源技术有限公司 模块化多电平变换器及其控制方法、不间断电源

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104201909A (zh) * 2014-09-12 2014-12-10 东南大学 一种用于vsc-hvdc的三相模块化多电平换流器及其载波移相调制方法
CN106797172A (zh) * 2014-09-29 2017-05-31 皇家飞利浦有限公司 多电平逆变器以及通过利用多电平逆变器提供多电平输出电压的方法
JP2017529054A (ja) * 2014-12-11 2017-09-28 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェＫｏｎｉｎｋｌｉｊｋｅ Ｐｈｉｌｉｐｓ Ｎ．Ｖ． マルチレベルインバータ、及びマルチレベルインバータを利用することによりマルチレベル出力電圧を供給するための方法
WO2019148619A1 (zh) * 2018-02-02 2019-08-08 荣信汇科电气技术有限责任公司 模块化多电平变流器功率模块的故障保护与旁路装置
WO2021159873A1 (zh) * 2020-02-13 2021-08-19 南京南瑞继保电气有限公司 一种双向能量均衡换流链、电能路由器及控制方法
CN111371336A (zh) * 2020-04-10 2020-07-03 东南大学 一种基于能量自平衡电路的混合型模块化多电平变换器
US11336205B1 (en) * 2021-04-28 2022-05-17 Mainstream Engineering Corporation Inverter for a low frequency amplifier with high drive voltage, high power density, high efficiency, and wide bandwidth operation
CN217115924U (zh) * 2022-02-25 2022-08-02 深圳市德兰明海科技有限公司 一种单相三线式逆变电路及单相三线逆变器
CN116937999A (zh) * 2023-09-18 2023-10-24 深圳市德兰明海新能源股份有限公司 换流桥臂电路、换流装置和预充电控制方法

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