子模块的状态置1，投运电容电压最大的IAN化）I个半H桥型子模块；当 AN(k)I> 1时，若AN(k) < -1并且桥臂电流1。"> 0,则依次比较已投入运行的半H桥 型子模块的电容电压，得到电容电压最大的IAN化）I个半H桥型子模块，分别将其电压和 编号从大到小存入数组U。。[闲和L。。[闲，并将运些半H桥型子模块的状态清零，切除电容电 压最大的IAN(k)I个半H桥型子模块；若AN(k) < -1并且桥臂电流1。"< 0,则依次比较 已投入运行的半H桥型子模块的电容电压，得到电容电压最小的IAN化）I个半H桥型子模 块，分别将其电压和编号从小到大存入数组U。。[闲和L。。[闲，并将运些半H桥型子模块的状 态清零，切除电容电压最小的IAN化）I个半H桥型子模块；其中，N(k)为通过双载波调制 策略得到的上桥臂或下桥臂第k个控制周期需要投入的半H桥型子模块个数；AN(k)表示 第k个控制周期桥臂投入的半H桥型子模块的变换量。
[0020] 与现有技术相比，本发明所具有的有益效果为：本发明大大简化了载波同相层叠 调制，上桥臂和下桥臂分别只需一个=角载波，两个载波之间选取优化的移相角n，此时环 流电流中由调制产生的高频环流分量为0,双载波调制的线电压和环流电流谐波特性均优 于载波移相调制；同时本发明的电容电压平衡控制方法考虑了不同运行工况，根据需要投 入或切除的子模块变化量和子模块开关状态，仅算得需要投入或切除的子模块，减少了运 算量的同时，减少了开关频率和实现了电容电压平衡控制，采用本发明的电容电压平衡控 制方法时，MMC的开关频率低于载波移相调制；本发明具有易于实现、谐波特性好、开关频 率低和适用范围广等特点。
【附图说明】
[0021] 图1是MMC电路拓扑结构图；
[0022] 图2是半H桥子模块电路图；
[0023] 图3是本发明中双载波脉宽调制及电容电压平衡方法流程图；
[0024] 图4是本发明中子模块电容电压平衡控制图；
[0025] 图5(a)为AN化）=1时电容电压平衡控制流程图，图5化）为AN化）=-1时 电容电压平衡控制流程图，图5(c)为AN(k) > 1时电容电压平衡控制流程图，图5(d)为 AN化）< -1时电容电压平衡控制流程图。
【具体实施方式】
[0026] 参见图3,为双载波调制策略及电容电压平衡控制方法流程框图，包括W下步骤：
[0027] 1)通过双载波调制策略分别得到曰，b，C=相上桥臂和下桥臂需要投入的子模块 数和(下标中P表示上桥臂，n表示下桥臂，jG[a，b，c]，上标dcm表示双载波调 制），进一步得到第k个控制周期需要投入的子模块数变化量；
[002引。检测各个子模块电容电压和桥臂电流，根据电压平衡控制方法，实现电容电压 平衡控制。
[0029] 皆和的'分别表示J相上桥臂和下桥臂参考电压，为了便于分析双载波调制策略 的谐波特性，假设子模块电容电压的额定值UC保持不变。
(1) (2)
[0032] 其中M表示调制度，《。表示电网电压的角频率，Ud。表示MMC直流侧电压，的〇' 巨权凌匈)隶示S相相角，巧,=0，脚=-2死/3，口r= 2方/3。
[0033] 双载波调制策略包括步骤：
[0034] (1)首先对上桥臂和下桥臂的参考电压增'和分别除W子模块电容电压平均 值u。，得到上桥臂与下桥臂的调制波《5"和蜡％经过处理后得到的调制波取值范围为[0~ 闲。
[0035]
獄
[0036] 其中，M表示调制度，N表示桥臂子模块个数，N=Udt/Uc。
[0037] 似对上桥臂和下桥臂调制波蜡m与分别进行向下取整，得到整数部分Ag'和 AC，如图4所示。
[0038]
煤
[003引 做将调制波减去整数部分，得到上桥臂和下桥臂调制波小数部分巧。'i与咕。'1，并 将调制波小数部分与S角载波进行比较，若调制波小数部分大于S角载波，则输出高电平， 否则输出低电平，从而得到上桥臂和下桥臂PWM部分端^'和。
[0040]
校I
[00川 《;7和<:1分别是上桥臂和下桥臂的S角载波，载波之间的移相角为31，如下所示：
[0044] 其中，W。表示S角载波的角频率，U。表示子模块电容的平均值，m= 0, 1，…，n。 ㈱ 巧）
巧） (9)
[0047] (4)将整数部分与PWM部分相加，得到上桥臂和下桥臂需要投入运行子模块数的 多电平脉冲信号"和AC"。
[0048] (10)
[0049] 参见图4,为电容电压平衡控制流程框图，每个桥臂电容电压平衡控制方法包括W 下步骤：
[0050]1)检测各个子模块电容电压Uci(i= 1，2,…，N，N表示子模块个数），并依次存入 数组U。[闲，将各个子模块的编号依次存入数组L[闲，将各个子模块的投入和切除状态存入 数组S[闲。
(11
[0052] 定义N化）为通过双载波调制策略得到的上桥臂（或下桥臂）第k化为正整数）个 控制周期需要投入的子模块个数，N(k-l)表示第k-1个控制周期需要投入的子模块个数， A N(k)表示第k个控制周期投入子模块的变换量。
[0053]AN化）=N化)-N化-1) (12)
[0054] 定义数组钱r和ZT分别表示已投运子模块中电容电压最大值及其对应的子模块 编号；分别表示已投运子模块中电容电压最小值及其对应的子模块编号；和 ￡^分别表示未投运子模块中电容电压最大值及其对应的子模块编号；和*^^;；"分别表 示未投运子模块中电容电压最小值及其对应的子模块编号；U。。[闲和L。。[闲分别存放已投 运子模块电容电压及其对应的序号，数组IWf[闲和Lwf[闲分别存放未投运子模块电容电 压及其对应的子模块序号；
[0055] 由于数组的元素编号从零开始，而子模块编号从1开始，因此定义数组Uc[闲的元 素uji]对应着第i+1个子模块的电容电压，其他数组依次类推。
[0056]。首先判断投入子模块变化量绝对值IAN(k)I的大小，分为IAN(k)I《1 和IAN(k)I> 1两种情况，分别对应着不同的运行工况，当MMC处于稳定运行时，对应 AN化）I《1，若控制器控制频率足够高，此时投入或切除子模块的变化量通常为+1，-1和 0,分别对应着增加投入一个子模块、切除一个子模块和保持不变；当MMC的控制指令为功 率翻转等指令时，对应IAN化）I> 1，此时MMC需要同时投入或切除多个子模块。
[0057] 当IANGOI《1时，若AN(k) = 1，如图5(a)所示，若1。">0此时依次比较未 投运子模块电容电压，得到未投运子模块中电容电压最小的子模块^；；'和及其对应的编号 ，则将编号为巧/的子模块投入运行，并将运些子模块的状态置1 ;若i< 0,则此是通过 比较得到未投运子模块中电容电压最大值和及其对应的编号，则将编号为i^的 子模块投入运行，并将运些子模块的状态置1;
[005引若AN(k) = -1，如图5(b)所示，若桥臂电流1。"> 0,此时通过比较得到已投运 子模块电容电压，得到电容电压最大值<；'"及其对应的子模块编号将编号为巧r的 子模块切除，并将运些子模块的状态清零；若桥臂电流1。"< 0,此时通过比较已投运子模 块电容电压，得到电容电压最小值吃T及其对应的子模块编号驾f，将编号为域"的子模块 切除，并将运些子模块的状态清零；
[005引若AN化）=0,贝IJ保持当前的子模块开关状态不变；
[0060] 当IANGOI>1时，若AN(k) >1，如图5(c)所示，若桥臂电流1。">0,则依次比 较未投入运行子模块的电容电