本技術(shù)涉及電力電子變換器領(lǐng)域，尤其涉及一種模塊化多電平矩陣變換器的電容電壓波動抑制方法。

背景技術(shù)：

1、模塊化多電平矩陣變換器(modular?multilevel?matrix?converter,m3c)作為一種可實現(xiàn)直接交-交電能變換的高壓、大容量、模塊化電路拓?fù)?，在超大容量全功率變速抽水蓄能、柔性低頻輸電等場合有廣闊的應(yīng)用前景，可幫助解決大量可再生能源接入電網(wǎng)帶來的電能并網(wǎng)傳輸及電網(wǎng)穩(wěn)定性方面的挑戰(zhàn)。

2、與箝位型多電平變換器相比，基于子模塊串聯(lián)的級聯(lián)型多電平變換器易于擴(kuò)展，更適用于高壓大容量應(yīng)用場合。級聯(lián)型多電平變換器中包含較多的子模塊結(jié)構(gòu)，子模塊由電力電子開關(guān)器件以及子模塊電容組成，控制各子模塊電容電壓的均衡是級聯(lián)型變換器穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)。

3、當(dāng)m3c用于全功率變速抽蓄變流器時，需要工作在不同的輸出頻率以調(diào)節(jié)電動/發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，但當(dāng)輸入側(cè)頻率與輸出側(cè)頻率接近時(將這種工況簡稱為“臨近同頻工況”，通常認(rèn)為輸出頻率與輸入頻率的絕對值之差小于輸入頻率的10％-20％時為臨近同頻)，其存在固有的電容電壓波動較大的問題，這種工況下的電容電壓平衡控制是一個難點。可以同時利用環(huán)流和共模電壓兩個自由度來抑制臨近同頻工況下的電容電壓波動，其關(guān)鍵在于如何確定優(yōu)化的共模電壓和環(huán)流，使得在環(huán)流或橋臂電流幅值盡可能小的條件下達(dá)到良好的電容電壓波動抑制效果。現(xiàn)有方法大多數(shù)采用高頻正弦波或方波等規(guī)則波形，無法保證在任意輸出條件下的可用共模電壓范圍的有效利用，而增大共模電壓的幅值可以減小所用的環(huán)流幅值。m3c中共模電壓的可用范圍同時與輸出頻率、輸出初相角和輸出電壓幅值相關(guān)，沒有一般化的解析表達(dá)式，任意條件下可注入的最大共模電壓并不能簡單得到，需要進(jìn)行詳細(xì)分析。此外，正弦波或方波只是特定的共模電壓形式，而并不一定是最優(yōu)的選擇。有必要尋找更合適的m3c臨近同頻工況下的電容電壓波動抑制方法，以減小電容電壓波動，降低環(huán)流幅值，減小器件電流應(yīng)力，降低成本。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本技術(shù)旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。

2、為此，本技術(shù)的目的在于提出一種模塊化多電平矩陣變換器的電容電壓波動抑制方法、裝置、電子設(shè)備、存儲介質(zhì)、計算機(jī)程序產(chǎn)品，以實現(xiàn)在減小電容電壓波動的同時降低環(huán)流幅值。

3、為達(dá)上述目的，本技術(shù)第一方面實施例提出了一種模塊化多電平矩陣變換器的電容電壓波動抑制方法，包括：

4、獲取模塊化多電平矩陣變換器m3c中各橋臂在雙αβ0坐標(biāo)系下的電容電壓與電流，并根據(jù)模塊化多電平矩陣變換器m3c兩側(cè)連接的交流系統(tǒng)類型得到m3c輸入側(cè)和輸出側(cè)的三相參考電壓，根據(jù)輸入側(cè)與輸出側(cè)的三相參考電壓計算橋臂基本輸出參考電壓；

5、根據(jù)預(yù)設(shè)的橋臂輸出電壓范圍及各橋臂的基本輸出參考電壓，計算可注入的共模電壓范圍，并根據(jù)可注入的共模電壓范圍的上限和下限，確定注入共模電壓的參考值；

6、計算各電容電壓分量平衡控制所需環(huán)流的參考值，并根據(jù)環(huán)流的參考值對全部環(huán)流進(jìn)行閉環(huán)控制，得到環(huán)流電壓參考值；

7、對所述環(huán)流電壓參考值進(jìn)行逆雙αβ0變換，得到各橋臂的環(huán)流參考電壓，綜合所述環(huán)流參考電壓、所述橋臂基本輸出參考電壓、所述注入共模電壓的參考值，得到總的橋臂輸出參考電壓；

8、根據(jù)總的橋臂輸出參考電壓及橋臂內(nèi)子模塊電容電壓平衡控制方法，對各橋臂輸出電壓進(jìn)行調(diào)制，得到開關(guān)器件的驅(qū)動信號。

9、可選的，在獲取模塊化多電平矩陣變換器m3c中各橋臂在雙αβ0坐標(biāo)系下的電容電壓與電流之前，包括：

10、定義m3c的輸入側(cè)電壓電流為：

11、

12、其中，vu,vv,vw是m3c輸入側(cè)三相電壓，以輸入側(cè)中性點n1為參考電壓零點，是輸入側(cè)電壓幅值，ω1是輸入側(cè)角頻率，iu,iv,iw是輸入側(cè)三相電流，規(guī)定流入m3c為正方向，是輸入側(cè)電流幅值，是輸入側(cè)功率因數(shù)角；

13、定義m3c的輸出側(cè)電壓電流為：

14、

15、其中，vr,vs,vt是m3c輸出側(cè)三相電壓，以輸出側(cè)中性點n2為參考電壓零點，是輸出側(cè)電壓幅值，ω2是輸出側(cè)角頻率，θ為輸入輸出系統(tǒng)之間的初始相位差，ir,is,it是輸出側(cè)三相電流，規(guī)定流出m3c為正方向，是輸出側(cè)電流幅值，是輸出側(cè)功率因數(shù)角；

16、由基爾霍夫電壓定律得到m3c的電壓方程為:

17、

18、其中，vcom是兩側(cè)中性點n2與n1之間的電壓差，定義為兩側(cè)系統(tǒng)的共模電壓，lb是橋臂電感，rb是橋臂電阻，ibxy(x＝u,v,w；y＝r,s,t)為流經(jīng)橋臂xy的電流，vbxy為橋臂xy級聯(lián)全橋的輸出電壓；

19、定義m3c的基本橋臂電壓為：

20、

21、其中，下標(biāo)c0表示忽略橋臂電壓中的環(huán)流電壓分量同時假設(shè)沒有共模電壓注入時的基本橋臂電壓分布，vbxy(c0)表示橋臂xy的基本橋臂電壓；

22、定義雙αβ0變換為：

23、

24、其中，表示橋臂原始電氣量的任意3乘3矩陣，χxy表示橋臂xy對應(yīng)的電氣量，表示變換后電氣量的3乘3矩陣，具體地，χ0α、χ0β表示輸入側(cè)電氣量的α軸和β軸分量，χα0、χβ0表示輸出側(cè)電氣量的α軸和β軸分量，χ00表示原始9個電氣量的零序分量即均值，χαα、χαβ、χβα、χββ表示變換后的四個環(huán)流相關(guān)分量；

25、對m3c的電壓方程做雙αβ0變換，得到雙αβ0坐標(biāo)系下的電壓方程為：

26、

27、其中，和分別是輸入側(cè)電壓和電流的α軸和β軸分量，和分別是輸出側(cè)電壓和電流的α軸和β軸分量，v0α、v0β是橋臂輸出電壓變換后的輸入側(cè)α軸和β軸分量，vα0、vβ0橋臂輸出電壓變換后的輸出側(cè)α軸和β軸分量，iαα、iαβ、iβα、iβ是橋臂電流變換后的4個獨立環(huán)流，vαα、vαβ、vβα、vβ是橋臂輸出電壓變換后的4個環(huán)流電壓分量，v00是橋臂輸出電壓變換后的零序分量；

28、m3c的各個橋臂電容電壓與橋臂功率的關(guān)系為：

29、

30、其中，ucxy為該橋臂電容總電壓，pbxy＝vbxy×ibxy為橋臂瞬時功率，c為子模塊電容容值，uc為子模塊電容額定電壓，n為每個橋臂的子模塊數(shù)量；

31、對橋臂電容電壓及橋臂功率做雙αβ0變換，得到雙αβ0坐標(biāo)系下電容電壓與功率的關(guān)系，表達(dá)式：

32、

33、其中，ucαα、ucαβ、ucβα、ucββ、ucα0、ucβ0、uc0α、uc0β、uc00為各個橋臂電容電壓經(jīng)過雙αβ0變換后在雙αβ0坐標(biāo)系下的9個電容電壓分量，pαα、pαβ、pβα、pββ、pα0、pβ0、p0α、p0β、p00為各個橋臂瞬時功率經(jīng)過雙αβ0變換后在雙αβ0坐標(biāo)系下的9個功率分量，經(jīng)過雙αβ0變換后的ucαα、ucαβ、ucβα、ucββ、ucα0、ucβ0、uc0α、uc0β的平均值為0，控制九個橋臂電容電壓平衡等效于控制ucαα、ucαβ、ucβα、ucββ、ucα0、ucβ0、uc0α、uc0β為0；

34、雙αβ0坐標(biāo)系下各功率的表達(dá)式為：

35、

36、

37、其中，p00與環(huán)流和共模電壓無關(guān)，只包含基波電壓和電流，表征輸入輸出側(cè)有功功率差，用于控制總能量平衡，對其他8個功率分量來說，其都由3部分組成，其中第一項以c0為下標(biāo)的功率是輸入輸出基波電壓與基波電流作用產(chǎn)生的功率，這部分功率在外部運(yùn)行條件確定后是不可控的，第二項以ad1為下標(biāo)的功率是環(huán)流與輸入輸出基波電壓作用的功率，受環(huán)流控制，第三項以ad2為下標(biāo)的功率是共模電壓與輸入輸出基波電流或者環(huán)流作用的功率，受共模電壓也同時受環(huán)流控制，對于以c0為下標(biāo)的功率，pα0(c0)、pβ0(c0)只包含2ω2分量，p0α(c0)、p0β(c0)只包含2ω1分量，而pαα(c0)、pαβ(c0)、pβα(c0)、pββ(c0)則同時包含ω1-ω2和ω1+ω2分量；

38、為了分離pαα、pαβ、pβα、pββ中耦合的兩種頻率分量，對雙αβ0坐標(biāo)系下的功率和環(huán)流進(jìn)行共差模變換，共差模變換定義為

39、

40、其中，χαα、χαβ、χβα、χββ是原始電氣量經(jīng)過雙αβ0變換得到的四個環(huán)流相關(guān)分量，χd1α、χd1β、χd2α、χd2β是雙αβ0坐標(biāo)系下四個環(huán)流相關(guān)分量經(jīng)過共差模變換后的四個對角分量，具體地，χd1α、χd1β分別是正向?qū)铅凛S和β軸分量，χd2α、χd2β分別是反向?qū)铅凛S和β軸分量；

41、共差模變換后的功率表達(dá)式為：

42、

43、其中，pd1α、pd1β分別是共差模變換后的正向?qū)铅凛S和β軸功率分量，pd2α、pd2β分別是共差模變換后的反向?qū)铅凛S和β軸功率分量，id1α、id1β分別是共差模變換后的正向?qū)铅凛S和β軸環(huán)流分量，id2α、id2β分別是共差模變換后的反向?qū)铅凛S和β軸環(huán)流分量，式中，pd1α、pd1β、pd2α、pd2β分為三項，下標(biāo)c0是不可控功率，下標(biāo)ad1是受環(huán)流控制的功率，下標(biāo)ad2是同時受環(huán)流和共模電壓控制的功率，pd1α、pd1β包含ω1-ω2分量，pd2α、pd2β包含ω1+ω2分量，功率波動幅值隨頻率絕對值的減小而增大，當(dāng)ω2趨向于ω1時，pd1α、pd1β波動增大，對應(yīng)的ud1α、ud1β波動增大，當(dāng)ω2趨向于-ω1時，pd2α、pd2β波動增大，對應(yīng)的ud2α、ud2β波動增大；

44、對電容電壓ucαα、ucαβ、ucβα、ucββ做共差模變換，得到與pd1α、pd1β、pd2α、pd2β對應(yīng)的電容電壓分量ucd1α、ucd1β、ucd2α、ucd2β，共差模變換后的功率與電壓的關(guān)系為：

45、

46、則，控制九個橋臂電容電壓平衡等效于控制ucα0、ucβ0、uc0α、uc0β、ucd1α、ucd1β、ucd2α、ucd2β8個電壓分量為0。

47、可選的，所述獲取各橋臂在雙αβ0坐標(biāo)系下的電容電壓與電流，包括：

48、根據(jù)各子模塊的電容電壓采樣結(jié)果，計算各橋臂電容電壓，表達(dá)式為：

49、

50、其中ucxy,i為橋臂xy中第i個子模塊電容電壓采樣值；

51、對九個橋臂的電容電壓進(jìn)行雙αβ0變換，得到雙αβ0坐標(biāo)系下的電容電壓分量，表達(dá)式為：

52、

53、對ucαα、ucαβ、ucβα、ucββ進(jìn)行共差模變換，得到變換后的四個電容電壓分量，表達(dá)式為:

54、

55、對九個橋臂的電流采樣值進(jìn)行雙αβ0變換，得到雙αβ0坐標(biāo)系下的電流分量，表達(dá)式為：

56、

57、其中，i0α、i0β是橋臂輸出電流變換后的輸入側(cè)α軸和β軸分量，iα0、iβ0是橋臂輸出電流變換后的輸出側(cè)α軸和β軸分量，iαα、iαβ、iβα、iβ是橋臂輸出電流變換后的4個環(huán)流分量，i00是橋臂輸出電流變換后的零序分量。

58、可選的，所述根據(jù)模塊化多電平矩陣變換器m3c兩側(cè)連接的交流系統(tǒng)類型得到輸入側(cè)和輸出側(cè)的三相參考電壓，根據(jù)m3c輸入側(cè)與輸出側(cè)的三相參考電壓計算橋臂基本輸出參考電壓，包括：

59、根據(jù)m3c兩側(cè)連接的交流系統(tǒng)類型，選擇對應(yīng)的控制方法獲取輸入側(cè)三相參考電壓與輸出側(cè)三相參考電壓，其中，連接的交流系統(tǒng)包括工頻電網(wǎng)、低頻電網(wǎng)、電機(jī)中的至少一種，采用的方法包括矢量控制方法、直接轉(zhuǎn)矩控制方法中的至少一種；

60、根據(jù)輸入側(cè)三相參考電壓以及輸出側(cè)三相參考電壓為計算橋臂基本輸出參考電壓，表達(dá)式為：

61、

62、其中，上標(biāo)*表示參考的含義,是橋臂xy(x＝u,v,w；y＝r,s,t)的基本輸出參考電壓。

63、可選的，所述根據(jù)預(yù)設(shè)的橋臂輸出電壓范圍及各橋臂的基本輸出參考電壓，計算可注入的共模電壓范圍，包括：

64、忽略橋臂電感上的壓降，注入共模電壓后m3c的橋臂電壓vbxy,com的近似表示式為：

65、

66、其中，是共模參考電壓，是橋臂基本輸出參考電壓與共模參考電壓疊加后的橋臂輸出參考電壓；

67、定義橋臂電壓最大利用率為λmax，m3c的橋臂輸出電壓范圍為：

68、

69、根據(jù)橋臂輸出參考電壓的近似表達(dá)式與m3c的橋臂輸出電壓范圍，得到m3c可注入的最大共模電壓和最小共模電壓為：

70、

71、基于m3c可注入的最大共模電壓和最小共模電壓，得到可注入的共模電壓范圍為：

72、

73、可選的，所述根據(jù)可注入的共模電壓范圍的上限和下限，確定注入共模電壓的參考值，包括：

74、比對可注入共模電壓范圍的上限絕對值和下限絕對值，確定絕對值大者為注入共模電壓的參考值vcom_opt，表達(dá)式為：

75、

76、可選的，所述計算各電容電壓分量平衡控制所需環(huán)流的參考值，包括：

77、當(dāng)ω2趨向于ω1時，對于ucα0、ucβ0、uc0α、uc0β、ucd2α、ucd2β六個分量的平衡控制，采用功率表達(dá)式中以ad1為下標(biāo)的功率分量，得到所需環(huán)流的參考值其中，是進(jìn)行ucα0平衡控制所需的環(huán)流參考值，是進(jìn)行ucβ0平衡控制所需的環(huán)流參考值，是進(jìn)行uc0α平衡控制所需的環(huán)流參考值，是進(jìn)行uc0β平衡控制所需的環(huán)流參考值，是進(jìn)行ucd2α平衡控制所需的環(huán)流參考值，是進(jìn)行ucd2β平衡控制所需的環(huán)流參考值，對于ucd1α、ucd1β兩個分量的平衡控制，采用功率表達(dá)式中以ad2為下標(biāo)的功率分量，得到所需環(huán)流的參考值其中，是進(jìn)行ucd1α平衡控制所需的正向?qū)铅凛S環(huán)流參考值，是進(jìn)行ucd1β平衡控制所需的正向?qū)铅螺S環(huán)流參考值；

78、當(dāng)ω2趨向于-ω1時，對于ucα0、ucβ0、uc0α、uc0β、ucd1α、ucd1β六個分量的平衡控制，采用功率表達(dá)式中以ad1為下標(biāo)的功率分量，得到所需環(huán)流的參考值其中，是進(jìn)行ucα0平衡控制所需的環(huán)流參考值，是進(jìn)行ucβ0平衡控制所需的環(huán)流參考值，是進(jìn)行uc0α平衡控制所需的環(huán)流參考值，是進(jìn)行uc0β平衡控制所需的環(huán)流參考值，是進(jìn)行ucd1α平衡控制所需的環(huán)流參考值，是進(jìn)行ucd1β平衡控制所需的環(huán)流參考值，對于ucd2α、ucd2β兩個分量的平衡控制，采用功率表達(dá)式中以ad2為下標(biāo)的功率分量，得到所需環(huán)流的參考值其中，是進(jìn)行ucd2α平衡控制所需的反向?qū)铅凛S環(huán)流參考值，是進(jìn)行ucd2β平衡控制所需的反向?qū)铅螺S環(huán)流參考值。

79、可選的，所述根據(jù)環(huán)流的參考值對全部環(huán)流進(jìn)行閉環(huán)控制，得到環(huán)流電壓參考值，包括：

80、對id1α、id1β、id2α、id2β的參考值進(jìn)行逆共差模變換，得到雙αβ0坐標(biāo)系下的環(huán)流參考值：

81、

82、其中，是所述id1α、id1β、id2α、id2β的參考值進(jìn)行逆共差模變換后得到的雙αβ0坐標(biāo)系下的環(huán)流參考值；

83、對各項環(huán)流參考值求和，得到總的環(huán)流參考值：

84、

85、其中，是對各項環(huán)流參考值求和后得到的雙αβ0坐標(biāo)系下的四個環(huán)流參考值，根據(jù)環(huán)流實際值iαα、iαβ、iβα、iββ以及得到的總的環(huán)流參考值，對四個環(huán)流進(jìn)行閉環(huán)控制，得到雙αβ0坐標(biāo)系下的環(huán)流電壓參考值

86、可選的，所述對所述環(huán)流電壓參考值進(jìn)行逆雙αβ0變換，得到各橋臂的環(huán)流參考電壓，綜合所述環(huán)流參考電壓、所述橋臂基本輸出參考電壓、所述注入共模電壓的參考值，得到總的橋臂輸出參考電壓，包括：

87、對所述環(huán)流電壓參考值進(jìn)行逆雙αβ0變換，得到各個橋臂的環(huán)流參考電壓，表達(dá)式為：

88、

89、其中，(x＝u,v,w,y＝r,s,t)是雙αβ0坐標(biāo)系下的四個環(huán)流參考電壓經(jīng)過逆雙αβ0變換后得到的橋臂xy的環(huán)流參考電壓，綜合環(huán)流參考電壓、橋臂基本輸出參考電壓、共模參考電壓，得到總的橋臂輸出參考電壓，表達(dá)式為:

90、

91、其中，是橋臂xy的總的輸出參考電壓。

92、可選的，所述根據(jù)總的橋臂輸出參考電壓及橋臂內(nèi)子模塊電容電壓平衡控制方法，對各橋臂輸出電壓進(jìn)行調(diào)制，得到開關(guān)器件的驅(qū)動信號，包括：

93、采用調(diào)制策略對橋臂內(nèi)子模塊電容電壓進(jìn)行平衡控制并對橋臂輸出參考電壓進(jìn)行調(diào)制，得到m3c的各橋臂內(nèi)各子模塊的開關(guān)器件的驅(qū)動信號。

94、為達(dá)上述目的，本技術(shù)第二方面實施例提出了一種模塊化多電平矩陣變換器的電容電壓波動抑制裝置，包括：

95、獲取模塊，用于獲取模塊化多電平矩陣變換器m3c中各橋臂在雙αβ0坐標(biāo)系下的電容電壓與電流，并根據(jù)模塊化多電平矩陣變換器m3c兩側(cè)連接的交流系統(tǒng)類型得到m3c輸入側(cè)和輸出側(cè)的三相參考電壓，根據(jù)輸入側(cè)與輸出側(cè)的三相參考電壓計算橋臂基本輸出參考電壓；

96、第一計算模塊，用于根據(jù)預(yù)設(shè)的橋臂輸出電壓范圍及各橋臂的基本輸出參考電壓，計算可注入的共模電壓范圍，并根據(jù)可注入的共模電壓范圍的上限和下限，確定注入共模電壓的參考值；

97、第二計算模塊，用于計算各電容電壓分量平衡控制所需環(huán)流的參考值，并根據(jù)環(huán)流的參考值對全部環(huán)流進(jìn)行閉環(huán)控制，得到環(huán)流電壓參考值；

98、綜合模塊，用于對所述環(huán)流電壓參考值進(jìn)行逆雙αβ0變換，得到各橋臂的環(huán)流參考電壓，綜合所述環(huán)流參考電壓、所述橋臂基本輸出參考電壓、所述注入共模電壓的參考值，得到總的橋臂輸出參考電壓；

99、調(diào)制模塊，用于根據(jù)總的橋臂輸出參考電壓及橋臂內(nèi)子模塊電容電壓平衡控制方法，對各橋臂輸出電壓進(jìn)行調(diào)制，得到開關(guān)器件的驅(qū)動信號。

100、還包括定義模塊，所述定義模塊用于：

101、定義m3c的輸入側(cè)電壓電流為：

102、

103、其中，vu,vv,vw是m3c輸入側(cè)三相電壓，以輸入側(cè)中性點n1為參考電壓零點，是輸入側(cè)電壓幅值，ω1是輸入側(cè)角頻率，iu,iv,iw是輸入側(cè)三相電流，規(guī)定流入m3c為正方向，是輸入側(cè)電流幅值，是輸入側(cè)功率因數(shù)角；

104、定義m3c的輸出側(cè)電壓電流為：

105、

106、其中，vr,vs,vt是m3c輸出側(cè)三相電壓，以輸出側(cè)中性點n2為參考電壓零點，是輸出側(cè)電壓幅值，ω2是輸出側(cè)角頻率，θ為輸入輸出系統(tǒng)之間的初始相位差，ir,is,it是輸出側(cè)三相電流，規(guī)定流出m3c為正方向，是輸出側(cè)電流幅值，是輸出側(cè)功率因數(shù)角；

107、由基爾霍夫電壓定律得到m3c的電壓方程為:

108、

109、其中，vcom是兩側(cè)中性點n2與n1之間的電壓差，定義為兩側(cè)系統(tǒng)的共模電壓，lb是橋臂電感，rb是橋臂電阻，ibxy(x＝u,v,w；y＝r,s,t)為流經(jīng)橋臂xy的電流，vbxy為橋臂xy級聯(lián)全橋的輸出電壓；

110、定義m3c的基本橋臂電壓為：

111、

112、其中，下標(biāo)c0表示忽略橋臂電壓中的環(huán)流電壓分量同時假設(shè)沒有共模電壓注入時的基本橋臂電壓分布，vbxy(c0)表示橋臂xy的基本橋臂電壓；

113、定義雙αβ0變換為：

114、

115、其中，表示橋臂原始電氣量的任意3乘3矩陣，χxy表示橋臂xy對應(yīng)的電氣量，表示變換后電氣量的3乘3矩陣，具體地，χ0α、χ0β表示輸入側(cè)電氣量的α軸和β軸分量，χα0、χβ0表示輸出側(cè)電氣量的α軸和β軸分量，χ00表示原始9個電氣量的零序分量即均值，χαα、χαβ、χβα、χββ表示變換后的四個環(huán)流相關(guān)分量；

116、對m3c的電壓方程做雙αβ0變換，得到雙αβ0坐標(biāo)系下的電壓方程為：

117、

118、其中，和分別是輸入側(cè)電壓和電流的α軸和β軸分量，和分別是輸出側(cè)電壓和電流的α軸和β軸分量，v0α、v0β是橋臂輸出電壓變換后的輸入側(cè)α軸和β軸分量，vα0、vβ0橋臂輸出電壓變換后的輸出側(cè)α軸和β軸分量，iαα、iαβ、iβα、iβ是橋臂電流變換后的4個獨立環(huán)流，vαα、vαβ、vβα、vβ是橋臂輸出電壓變換后的4個環(huán)流電壓分量，v00是橋臂輸出電壓變換后的零序分量；

119、m3c的各個橋臂電容電壓與橋臂功率的關(guān)系為：

120、

121、其中，ucxy為該橋臂電容總電壓，pbxy＝vbxy×ibxy為橋臂瞬時功率，c為子模塊電容容值，uc為子模塊電容額定電壓，n為每個橋臂的子模塊數(shù)量；

122、對橋臂電容電壓及橋臂功率做雙αβ0變換，得到雙αβ0坐標(biāo)系下電容電壓與功率的關(guān)系，表達(dá)式：

123、

124、其中，ucαα、ucαβ、ucβα、ucββ、ucα0、ucβ0、uc0α、uc0β、uc00為各個橋臂電容電壓經(jīng)過雙αβ0變換后在雙αβ0坐標(biāo)系下的9個電容電壓分量，pαα、pαβ、pβα、pββ、pα0、pβ0、p0α、p0β、p00為各個橋臂瞬時功率經(jīng)過雙αβ0變換后在雙αβ0坐標(biāo)系下的9個功率分量，經(jīng)過雙αβ0變換后的ucαα、ucαβ、ucβα、ucββ、ucα0、ucβ0、uc0α、uc0β的平均值為0，控制九個橋臂電容電壓平衡等效于控制ucαα、ucαβ、ucβα、ucββ、ucα0、ucβ0、uc0α、uc0β為0；

125、雙αβ0坐標(biāo)系下各功率的表達(dá)式為：

126、

127、

128、其中，p00與環(huán)流和共模電壓無關(guān)，只包含基波電壓和電流，表征輸入輸出側(cè)有功功率差，用于控制總能量平衡，對其他8個功率分量來說，其都由3部分組成，其中第一項以c0為下標(biāo)的功率是輸入輸出基波電壓與基波電流作用產(chǎn)生的功率，這部分功率在外部運(yùn)行條件確定后是不可控的，第二項以ad1為下標(biāo)的功率是環(huán)流與輸入輸出基波電壓作用的功率，受環(huán)流控制，第三項以ad2為下標(biāo)的功率是共模電壓與輸入輸出基波電流或者環(huán)流作用的功率，受共模電壓也同時受環(huán)流控制，對于以c0為下標(biāo)的功率，pα0(c0)、pβ0(c0)只包含2ω2分量，p0α(c0)、p0β(c0)只包含2ω1分量，而pαα(c0)、pαβ(c0)、pβα(c0)、pββ(c0)則同時包含ω1-ω2和ω1+ω2分量；

129、為了分離pαα、pαβ、pβα、pββ中耦合的兩種頻率分量，對雙αβ0坐標(biāo)系下的功率和環(huán)流進(jìn)行共差模變換，共差模變換定義為

130、

131、其中，χαα、χαβ、χβα、χββ是原始電氣量經(jīng)過雙αβ0變換得到的四個環(huán)流相關(guān)分量，χd1α、χd1β、χd2α、χd2β是雙αβ0坐標(biāo)系下四個環(huán)流相關(guān)分量經(jīng)過共差模變換后的四個對角分量，具體地，χd1α、χd1β分別是正向?qū)铅凛S和β軸分量，χd2α、χd2β分別是反向?qū)铅凛S和β軸分量；

132、共差模變換后的功率表達(dá)式為：

133、

134、其中，pd1α、pd1β分別是共差模變換后的正向?qū)铅凛S和β軸功率分量，pd2α、pd2β分別是共差模變換后的反向?qū)铅凛S和β軸功率分量，id1α、id1β分別是共差模變換后的正向?qū)铅凛S和β軸環(huán)流分量，id2α、id2β分別是共差模變換后的反向?qū)铅凛S和β軸環(huán)流分量，式中，pd1α、pd1β、pd2α、pd2β分為三項，下標(biāo)c0是不可控功率，下標(biāo)ad1是受環(huán)流控制的功率，下標(biāo)ad2是同時受環(huán)流和共模電壓控制的功率，pd1α、pd1β包含ω1-ω2分量，pd2α、pd2β包含ω1+ω2分量，功率波動幅值隨頻率絕對值的減小而增大，當(dāng)ω2趨向于ω1時，pd1α、pd1β波動增大，對應(yīng)的ud1α、ud1β波動增大，當(dāng)ω2趨向于-ω1時，pd2α、pd2β波動增大，對應(yīng)的ud2α、ud2β波動增大；

135、對電容電壓ucαα、ucαβ、ucβα、ucββ做共差模變換，得到與pd1α、pd1β、pd2α、pd2β對應(yīng)的電容電壓分量ucd1α、ucd1β、ucd2α、ucd2β，共差模變換后的功率與電壓的關(guān)系為：

136、

137、則，控制九個橋臂電容電壓平衡等效于控制ucα0、ucβ0、uc0α、uc0β、ucd1α、ucd1β、ucd2α、ucd2β8個電壓分量為0。

138、可選的，所述獲取模塊，用于：

139、根據(jù)各子模塊的電容電壓采樣結(jié)果，計算各橋臂電容電壓，表達(dá)式為：

140、

141、其中ucxy,i為橋臂xy中第i個子模塊電容電壓采樣值；

142、對九個橋臂的電容電壓進(jìn)行雙αβ0變換，得到雙αβ0坐標(biāo)系下的電容電壓分量，表達(dá)式為：

143、

144、對ucαα、ucαβ、ucβα、ucββ進(jìn)行共差模變換，得到變換后的四個電容電壓分量，表達(dá)式為:

145、

146、對九個橋臂的電流采樣值進(jìn)行雙αβ0變換，得到雙αβ0坐標(biāo)系下的電流分量，表達(dá)式為：

147、

148、其中，i0α、i0β是橋臂輸出電流變換后的輸入側(cè)α軸和β軸分量，iα0、iβ0是橋臂輸出電流變換后的輸出側(cè)α軸和β軸分量，iαα、iαβ、iβα、iβ是橋臂輸出電流變換后的4個環(huán)流分量，i00是橋臂輸出電流變換后的零序分量。

149、可選的，所述獲取模塊，還用于：

150、根據(jù)m3c兩側(cè)連接的交流系統(tǒng)類型，選擇對應(yīng)的控制方法獲取輸入側(cè)三相參考電壓與輸出側(cè)三相參考電壓，其中，連接的交流系統(tǒng)包括工頻電網(wǎng)、低頻電網(wǎng)、電機(jī)中的至少一種，采用的方法包括矢量控制方法、直接轉(zhuǎn)矩控制方法中的至少一種；

151、根據(jù)輸入側(cè)三相參考電壓以及輸出側(cè)三相參考電壓為計算橋臂基本輸出參考電壓，表達(dá)式為：

152、

153、其中，上標(biāo)*表示參考的含義,是橋臂xy(x＝u,v,w；y＝r,s,t)的基本輸出參考電壓。

154、可選的，所述第一計算模塊，用于：

155、忽略橋臂電感上的壓降，注入共模電壓后m3c的橋臂電壓vbxy,com的近似表示式為：

156、

157、其中，是共模參考電壓，是橋臂基本輸出參考電壓與共模參考電壓疊加后的橋臂輸出參考電壓；

158、定義橋臂電壓最大利用率為λmax，m3c的橋臂輸出電壓范圍為：

159、

160、根據(jù)橋臂輸出參考電壓的近似表達(dá)式與m3c的橋臂輸出電壓范圍，得到m3c可注入的最大共模電壓和最小共模電壓為：

161、

162、基于m3c可注入的最大共模電壓和最小共模電壓，得到可注入的共模電壓范圍為：

163、

164、可選的，所述第一計算模塊，還用于：

165、比對可注入共模電壓范圍的上限絕對值和下限絕對值，確定絕對值大者為注入共模電壓的參考值vcom_opt，表達(dá)式為：

166、

167、可選的，所述第二計算模塊，用于：

168、當(dāng)ω2趨向于ω1時，對于ucα0、ucβ0、uc0α、uc0β、ucd2α、ucd2β六個分量的平衡控制，采用功率表達(dá)式中以ad1為下標(biāo)的功率分量，得到所需環(huán)流的參考值其中，是進(jìn)行ucα0平衡控制所需的環(huán)流參考值，是進(jìn)行ucβ0平衡控制所需的環(huán)流參考值，是進(jìn)行uc0α平衡控制所需的環(huán)流參考值，是進(jìn)行uc0β平衡控制所需的環(huán)流參考值，是進(jìn)行ucd2α平衡控制所需的環(huán)流參考值，是進(jìn)行ucd2β平衡控制所需的環(huán)流參考值，對于ucd1α、ucd1β兩個分量的平衡控制，采用功率表達(dá)式中以ad2為下標(biāo)的功率分量，得到所需環(huán)流的參考值其中，是進(jìn)行ucd1α平衡控制所需的正向?qū)铅凛S環(huán)流參考值，是進(jìn)行ucd1β平衡控制所需的正向?qū)铅螺S環(huán)流參考值；

169、當(dāng)ω2趨向于-ω1時，對于ucα0、ucβ0、uc0α、uc0β、ucd1α、ucd1β六個分量的平衡控制，采用功率表達(dá)式中以ad1為下標(biāo)的功率分量，得到所需環(huán)流的參考值其中，是進(jìn)行ucα0平衡控制所需的環(huán)流參考值，是進(jìn)行ucβ0平衡控制所需的環(huán)流參考值，是進(jìn)行uc0α平衡控制所需的環(huán)流參考值，是進(jìn)行uc0β平衡控制所需的環(huán)流參考值，是進(jìn)行ucd1α平衡控制所需的環(huán)流參考值，是進(jìn)行ucd1β平衡控制所需的環(huán)流參考值，對于ucd2α、ucd2β兩個分量的平衡控制，采用功率表達(dá)式中以ad2為下標(biāo)的功率分量，得到所需環(huán)流的參考值其中，是進(jìn)行ucd2α平衡控制所需的反向?qū)铅凛S環(huán)流參考值，是進(jìn)行ucd2β平衡控制所需的反向?qū)铅螺S環(huán)流參考值。

170、可選的，所述第二計算模塊，還用于：

171、對id1α、id1β、id2α、id2β的參考值進(jìn)行逆共差模變換，得到雙αβ0坐標(biāo)系下的環(huán)流參考值：

172、

173、其中，是所述id1α、id1β、id2α、id2β的參考值進(jìn)行逆共差模變換后得到的雙αβ0坐標(biāo)系下的環(huán)流參考值；

174、對各項環(huán)流參考值求和，得到總的環(huán)流參考值：

175、

176、其中，是對各項環(huán)流參考值求和后得到的雙αβ0坐標(biāo)系下的四個環(huán)流參考值，根據(jù)環(huán)流實際值iαα、iαβ、iβα、iββ以及得到的總的環(huán)流參考值，對四個環(huán)流進(jìn)行閉環(huán)控制，得到雙αβ0坐標(biāo)系下的環(huán)流電壓參考值

177、可選的，所述綜合模塊，用于：

178、對所述環(huán)流電壓參考值進(jìn)行逆雙αβ0變換，得到各個橋臂的環(huán)流參考電壓，表達(dá)式為：

179、

180、其中，(x＝u,v,w,y＝r,s,t)是雙αβ0坐標(biāo)系下的四個環(huán)流參考電壓經(jīng)過逆雙αβ0變換后得到的橋臂xy的環(huán)流參考電壓，綜合環(huán)流參考電壓、橋臂基本輸出參考電壓、共模參考電壓，得到總的橋臂輸出參考電壓，表達(dá)式為:

181、

182、其中，是橋臂xy的總的輸出參考電壓。

183、可選的，所述調(diào)制模塊，用于：

184、采用調(diào)制策略對橋臂內(nèi)子模塊電容電壓進(jìn)行平衡控制并對橋臂輸出參考電壓進(jìn)行調(diào)制，得到m3c的各橋臂內(nèi)各子模塊的開關(guān)器件的驅(qū)動信號。

185、為達(dá)上述目的，本技術(shù)第三方面實施例提出了一種電子設(shè)備，包括：處理器，以及與所述處理器通信連接的存儲器；

186、所述存儲器存儲計算機(jī)執(zhí)行指令；

187、所述處理器執(zhí)行所述存儲器存儲的計算機(jī)執(zhí)行指令，以實現(xiàn)如第一方面中任一項所述的方法。

188、為達(dá)上述目的，本技術(shù)第四方面實施例提出了一種計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，所述計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)中存儲有計算機(jī)執(zhí)行指令，所述計算機(jī)執(zhí)行指令被處理器執(zhí)行時用于實現(xiàn)如第一方面中任一項所述的方法。

189、為達(dá)上述目的，本技術(shù)第五方面實施例提出了一種計算機(jī)程序產(chǎn)品，該計算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)第一方面中任一項所述的方法。

190、本技術(shù)的實施例提供的技術(shù)方案至少帶來以下有益效果：

191、通過注入最大絕對值共模電壓以及相應(yīng)的最優(yōu)環(huán)流，實現(xiàn)了m3c在臨近同頻工況下的橋臂電容電壓波動抑制，相比常規(guī)高頻正弦共模注入方法能夠有效減小電容電壓波動，減小橋臂電流幅值。

192、本技術(shù)附加的方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本技術(shù)的實踐了解到。