[发明专利]控制多电平变换器的方法

说明书

技术领域

本公开涉及一种控制多电平变换器的方法,并且,尤其涉及一种通过采用用于电压平衡的切换方案来改进处理时间的控制多电平变换器的方法。

背景技术

在现有技术中,在多电平变换器系统中使用了考虑电压平衡的门切换方案。在现有技术中的电压平衡中，按电压电平的顺序来排列在调制期间输入的信息和从臂内的每一个子模块输出的电容器电压信息。使用以这种方式处理的信息来选择子模块。具体地，采用了这样一种机构：其中根据对应的臂的电流信息来选择具有最高电压或最低电压的子模块。

根据现有技术中的电压平衡，首先确定多少子模块输出ON信号，然后确定一个臂中哪个子模块将处于ON状态。这时，执行互相比较各自子模块的电压值和排列经比较的电压值的排序操作，从而平均分配子模块的电压。由于是根据臂电流方向对处于ON状态的子模块充电和放电的，所以，当臂电流值为正时选择对具有最小电压的子模块充电并且当臂电流值为负时选择对具有最大电压的子模块放电。

图1是图示出现有技术中的电压平衡的示图。换而言之，在操作S10中确定满足ON条件的子模块数并且在操作S20中根据电压值对子模块进行排序。然后，在操作S30中确定电流值的符号。当在操作S30中确定电流值的符号为正（是）时，在操作S40中选择最小电压。当在操作S30中确定电流值的符号为负（否）时，在操作S50中选择最大电压。

根据现有技术，在根据电压值对子模块排序的操作S20中占用了最长的时间。特别地，对于应用到大容量电力设备的基于模块的多电平变换器，在单个臂中设置了150个到200个或者更多的子模块。将数字处理操作分成总共4个子操作，包括将子模块的电压值变换成数字值，对经变换的子模块值进行排列，根据电流方向选择子模块，以及将子模块值用作经选择的子模块的门信号。

这里，第一和第二子操作，换而言之，将电压值变换成数字值和对经变换的数字值进行排列，需要非常多的时间。进一步，这两个操作所需要的时间还与子模块的数量的增加成比例地无限增加。

发明内容

实施例提供了一种控制多电平变换器的方法，其中，在电压平衡中能够有效地减少子模块值的排列时间。

在一实施例中，一种方法，包括从多个子模块中分别提取具有最大电压的子模块和具有最小电压的子模块；确定所述多个子模块中的每一个的状态变化量；当所述状态变化量确定不为0时，检测流过所述多个子模块的电流的方向；以及，根据所述状态变化量和电流方向中的至少一个来确定至少一个子模块的后续状态。

所述多个子模块中的每一个的状态变化量可以是通过从当前样本中处于ON状态的子模块数中减去之前的样本中处于ON状态的子模块数来获得的值。

可以将至少一个子模块的后续状态的确定重复对应于所述状态变化量的次数，以确定所述至少一个子模块的后续状态。

至少一个子模块的后续状态的确定可以包括当首先确定后续状态时确定具有最大电压的子模块和具有最小电压的子模块中的任一个子模块的后续状态。

至少一个子模块的后续状态的确定可以包括确定后续状态为当状态变化量为正并且电流方向与臂电流方向相同时具有最大电压的子模块的状态从OFF状态切换到ON状态，以及当状态变化量为正并且电流方向与臂电流方向相反时具有最小电压的子模块的状态从OFF状态切换到ON状态。

至少一个子模块的后续状态的确定可以包括确定后续状态为当状态变化量为负并且电流方向与臂电流方向相同时具有最大电压的子模块的状态从ON状态切换到OFF状态，以及当状态变化量为负并且电流方向与臂电流方向相反时具有最小电压的子模块的状态从ON状态切换到OFF状态。

至少一个子模块的后续状态的确定可以包括确定后续状态为当不是首先执行后续状态的确定时，多个子模块中除了具有最大电压的子模块和具有最小电压的子模块之外的至少一个子模块的后续状态随机变化。

该方法可以进一步包括在分别提取具有最大电压的子模块和具有最小电压的子模块之前，区分在ON状态和OFF状态之间的多个子模块中每一个的当前状态。

根据按照实施例的控制多电平变换器的方法，在电压平衡中，即使子模块的数量增加也能够有效地减少子模块值的排列时间。

在所附附图和以下描述中阐释了一个或更多个实施例的细节。从说明书和附图以及从权利要求书中，其它特征将是明显的。

附图说明

图1是现有技术中的操作方法的示图。

图2是根据一个实施例的控制多电平变换器的方法的基本流程的示图。

图3是根据另一实施例的控制多电平变换器的方法的流程的示图。