电路控制方法、装置、计算机设备及可读存储介质与流程

1.本技术涉及电力技术领域，特别是涉及一种电路控制方法、装置、计算机设备及可读存储介质。


背景技术：

2.随着高压直流输电技术的发展，出现了模块化多电平换流器高压直流输电(modular multilevel converter based high voltage direct current，mmc
‑
hvdc)技术。模块化多电平换流器(modular multilevel converter，mmc)具备输出电压电平数多、谐波含量低、故障恢复能力强等优良特性；且mmc采用高度的模块化设计和冗余控制，使系统具有良好的扩展性，便于扩容及检修。因此mmc
‑
hvdc逐渐成为高压直流输电领域的发展趋势，在大规模风电并网、城市配网增容、电力互联网等方面有广阔的应用前景。
3.mmc的子模块数量的不断的增加以及全/半桥子模块混合技术的应用，对mmc的子模块电容电压均衡控制带来了新的挑战。传统的mmc子模块均压控制只是为了保证子模块电容电压的均压效果，使各子模块电容电压处于一个相同的水平，各功率半导体器件承受相同的应力。
4.然而，mmc子模块均压控制不仅要考虑子模块的均压效果，还要兼顾绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor，igbt)的开关频率。子模块的igbt开关频率是mmc设计及运行的重要参数，忽略igbt的开关频率会缩短电容的使用寿命，增加系统的功耗及运行成本。


技术实现要素：

5.本技术提供一种电路控制方法、装置、计算机设备及可读存储介质，应用于mmc，兼顾子模块电容电压的均压效果和igbt的开关频率，增加了电容的使用寿命，减小了系统的功耗及运行成本。
6.第一方面，提供了一种电路控制方法，应用于mmc，mmc包括多个桥臂电路，多个桥臂电路与交流电网的多相电流一一对应，桥臂电路包括多个串联的子模块，该方法包括：确定桥臂电路的工作状态，基于子模块电压对桥臂电路中的多个第一子模块以及桥臂电路中的多个第二子模块分别进行排序处理，获得第一子模块组和第二子模块组；第一子模块为桥臂电路中当前处于投入状态的子模块，第二子模块为桥臂电路中当前处于切除状态的子模块，工作状态包括充电状态和放电状态；基于第一子模块组、第二子模块组中子模块的排序，确定第一子模块组和第二子模块组中子模块的电压差值；根据电压差值确定桥臂电路的子模块调整策略，子模块调整策略用于对满足最优交换条件的子模块进行状态切换；最优交换条件用于实现桥臂电路以最少子模块切换数量进入均压状态。
7.结合第一方面，在第一方面的一种可能的实现方式中，根据桥臂电路的工作状态，基于子模块电压对桥臂电路中的多个第一子模块以及桥臂电路中的多个第二子模块分别进行排序处理，获得第一子模块组和第二子模块组，包括：若工作状态为充电状态，则按照
多个第一子模块的电压对多个第一子模块进行降序排列，按照多个第二子模块的电压对多个第二子模块进行升序排列；若工作状态为放电状态，则按照多个第一子模块的电压对多个第一子模块进行升序排列，按照多个第二子模块的电压对多个第二子模块进行降序排列。
8.结合第一方面，在第一方面的一种可能的实现方式中，基于第一子模块组、第二子模块组中子模块的排序，确定第一子模块组和第二子模块组中子模块的电压差值，包括：依次确定第一子模块组中第i个子模块的电压与第二子模块组中第i个子模块的电压的差值，将该差值作为电压差值；i为大于等于1的整数。
9.结合第一方面，在第一方面的一种可能的实现方式中，根据电压差值确定桥臂电路的子模块调整策略，包括：根据电压差值、子模块均压阈值以及子模块数量差确定子模块调整策略；其中，子模块均压阈值为满足子模块均压条件的子模块电压波动值，子模块数量差为预期子模块数量与第一子模块组的数量差。
10.结合第一方面，在第一方面的一种可能的实现方式中，根据电压差值、子模块均压阈值以及子模块数量差确定子模块调整策略，包括：若第i 1个电压差值小于子模块均压阈值且子模块数量差等于零；则确定子模块调整策略包括：第一子模块组中前i个子模块进行状态切换，第一子模块组中的其余子模块保持当前状态；第二子模块组中前i个子模块进行状态切换，第二子模块组中的其余子模块保持当前状态。
11.结合第一方面，在第一方面的一种可能的实现方式中，根据电压差值、子模块均压阈值以及子模块数量差确定子模块调整策略，包括：若子模块数量差小于零，则根据第一均压关系式确定第一子模块组中前i n个子模块进行状态切换，第一子模块组中其余的子模块保持当前状态；第二子模块组中前i个子模块进行状态切换，第二子模块组中的其余子模块保持当前状态；第一均压关系为包含|u
t(i n 1)
‑
u
q(i 1)
|<δu的关系式；其中，n是子模块数量差；u
t(i n 1)
是第一子模块组中第i n 1个子模块的电压，u
q(i 1)
是第二子模块组中第i 1个子模块的电压，δu为子模块均压阈值。
12.结合第一方面，在第一方面的一种可能的实现方式中，根据电压差值、子模块均压阈值以及子模块数量差确定子模块调整策略，包括：若子模块数量差大于零，则根据第二均压关系式确定第一子模块组中前i个子模块进行状态切换，第一子模块组中其余的子模块保持当前状态；第二子模块组中前i n个子模块进行状态切换，第二子模块组中的其余子模块保持当前状态；第二均压关系为包含|u
t(i 1)
‑
u
q(i n 1)
|<δu的关系式；其中，u
t(i 1)
是第一子模块组中第i 1个子模块的电压，u
q(i n 1)
是第二子模块组中第i n 1个子模块的电压。
13.第二方面，提供了一种电路控制装置，该装置包括：排序模块，用于确定桥臂电路的工作状态，基于子模块电压对桥臂电路中的多个第一子模块以及桥臂电路中的多个第二子模块分别进行排序处理，获得第一子模块组和第二子模块组；第一子模块为桥臂电路中当前处于投入状态的子模块，第二子模块为桥臂电路中当前处于切除状态的子模块，工作状态包括充电状态和放电状态；差值确定模块，用于基于第一子模块组、第二子模块组中子模块的排序，确定第一子模块组和第二子模块组中子模块的电压差值；策略确定模块，用于根据电压差值确定桥臂电路的子模块调整策略，子模块调整策略用于对满足最优交换条件的子模块进行状态切换；最优交换条件用于实现桥臂电路以最少子模块切换数量进入均压状态。
14.第三方面，提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，该存储器存储有计算机程序。处理器执行计算机程序时实现上述第一方面或第一方面任意一种可能的实现方式中所述的方法的步骤。
15.第四方面，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第一方面或第一方面任意一种可能的实现方式中所述的方法的步骤。
16.本技术提供一种电路控制方法、装置、计算机设备及可读存储介质，应用于mmc，可以确定桥臂电路的充电或放电工作状态，基于子模块电压对桥臂电路中处于投入状态和切除状态的子模块分别进行排序处理，获得第一子模块组和第二子模块组；基于排序结果，确定第一子模块组和第二子模块组中子模块的电压差值；根据电压差值确定桥臂电路的子模块调整策略，对满足最优交换条件的子模块进行状态切换。本技术提供的方法依据桥臂电路工作状态、电压差值等信息，通过子模块调整策略，将部分子模块切换为切除状态或投入状态，达到了桥臂电路中子模块均压的效果。而且，本技术提供的方法可以根据不同的调整策略，对满足最优交换条件的子模块进行状态切换，最优交换条件实现了桥臂电路以最少子模块切换数量进入均压状态。桥臂电路中，进行状态切换的子模块数量越少，子模块中的igbt的开关频率越小，即最优交换条件实现了桥臂电路以最小igbt开关频率达到子模块的均压效果。可见，本技术提供的方法不仅考虑了子模块电容电压的均压效果，还兼顾了igbt的开关频率，增加了子模块电容的使用寿命，减小了系统的功耗及运行成本。
附图说明
17.图1为一个实施例中电路控制方法的应用环境图；
18.图2为一个实施例中电路控制方法的流程示意图；
19.图3为一个实施例中电路控制装置的结构框图；
20.图4为一个实施例中计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
21.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术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技术，并不用于限定本技术。
22.本技术提供的电路控制方法，可以适用于如图1所示的电路中。参考图1，该电路包括多个桥臂电路，桥臂电路包括多个串联的子模块，例如图1所示的sm1,sm2,...,sm
n
。其中，桥臂电路中的子模块可以是全桥子模块，也可以是半桥子模块。
23.目前，mmc子模块均压控制只保证子模块电容电压的均压效果，却忽略了igbt的开关频率对系统的影响，从而使得mmc电容的使用寿命较短，系统的功耗及运行成本较高。可见，目前还存在mmc子模块均压控制功耗较大的问题。
24.基于此，本技术实施例提供一种电路控制方的法，能够兼顾mmc子模块电容电压的均压效果和igbt的开关频率，降低系统的功耗。如图2所示，该方法包括以下步骤：
25.步骤201，确定桥臂电路的工作状态，基于子模块电压对桥臂电路中的多个第一子模块以及桥臂电路中的多个第二子模块分别进行排序处理，获得第一子模块组和第二子模
块组；第一子模块为桥臂电路中当前处于投入状态的子模块，第二子模块为桥臂电路中当前处于切除状态的子模块，工作状态包括充电状态和放电状态；
26.本技术实施例为了达到桥臂电路中子模块的均压效果，需要对部分子模块进行状态切换。为了确定需要进行状态切换的子模块，首先需要对桥臂电路中处于不同状态的子模块进行基于电压的排序处理，以便基于排序后的子模块中选择电压合适的子模块进行状态切换，实现对子模块的均压控制。
27.具体实现中，根据电流方向确定桥臂电路的工作状态，依据桥臂电路不同的工作状态，对桥臂电路中多个第一子模块进行基于电压大小的排序，获得的排序结果即为第一子模块组；对桥臂电路中多个第二子模块进行基于电压大小的排序，获得的排序结果即为第二子模块组。
28.其中，桥臂电路的工作状态包括充电状态和放电状态；第一子模块是桥臂电路中当前处于投入状态的子模块，即投入组子模块；第二子模块是桥臂电路中当前处于切除状态的子模块，即切除组模块；
29.一种可能的实现方式中，子模块处于投入状态即子模块的电容是投入状态，子模块电容投入电路工作，电容的充放电状态随桥臂电路工作状态的改变而改变。当桥臂电路为充电状态时，投入组子模块的电容缓慢自放电，在此基础上还有桥臂电路的电流为投入组子模块的电容提供充电；当桥臂电路为放电状态时，投入组子模块的电容缓慢自放电，在此基础上还有桥臂电路的电流为投入组子模块的电容提供放电。子模块处于切除状态即子模块的电容是切除状态，子模块电容切除出电路无论桥臂电路是充电状态还是放电状态，切除组子模块的电容一直处于缓慢自放电的状态。
30.步骤202，基于第一子模块组、第二子模块组中子模块的排序，确定第一子模块组和第二子模块组中子模块的电压差值；
31.本技术实施例通过不同状态子模块间的电压差值确定需要进行状态切换的子模块，进而达到子模块均压的效果。
32.具体实现中，按照第一子模块组与第二子模块组的排序结果，计算第一子模块组中子模块电压与第二子模块组中子模块电压的差值，即为第一子模块组和第二子模块组中子模块的电压差值。
33.步骤203，根据电压差值确定桥臂电路的子模块调整策略，子模块调整策略用于对满足最优交换条件的子模块进行状态切换；最优交换条件用于实现桥臂电路以最少子模块切换数量进入均压状态。
34.本技术实施例为了以最小的igbt开关频率达到子模块的均压效果，需要选择最少的子模块进行状态切换，因此，根据上述计算所得的子模块电压差值，确定桥臂电路的子模块调整策略，依据调整策略以最少的状态切换子模块数量实现子模块的均压控制。
35.具体实现中，根据第一子模块组和第二子模块组中子模块的电压差值，确定子模块调整策略，使得桥臂电路以最少数量的子模块进行状态切换，进而达到桥臂电路子模块的均压效果。
36.其中，最优交换条件是桥臂电路以最少的投入组子模块切换为切除状态，以最少的切除组子模块切换为投入状态，即以最小的igbt开关频率达到子模块的均压效果。均压状态是桥臂电路中每一个子模块的电容电压均达到均衡，既不过大，也不过小。
37.本技术实施例提供的一种电路控制方法，应用于mmc，可以确定桥臂电路的充电或放电工作状态，基于子模块电压对桥臂电路中处于投入状态和切除状态的子模块分别进行排序处理，获得第一子模块组和第二子模块组；基于排序结果，确定第一子模块组和第二子模块组中子模块的电压差值；根据电压差值确定桥臂电路的子模块调整策略，对满足最优交换条件的子模块进行状态切换。本技术实施例提供的方法依据桥臂电路工作状态、电压差值等信息，通过子模块调整策略，将部分子模块切换为切除状态或投入状态，实现桥臂电路中子模块的均压控制。而且，本技术提供的方法可以根据不同的调整策略，将满足最优交换条件的子模块进行状态切换，最优交换条件实现了桥臂电路以最少子模块切换数量进入均压状态。桥臂电路中，进行状态切换的子模块数量越少，igbt的开关频率越小，即最优交换条件实现了桥臂电路以最小igbt开关频率达到子模块的均压效果。可见，本技术提供的方法不仅考虑了子模块电容电压的均压效果，还兼顾了igbt的开关频率，增加了子模块电容的使用寿命，减小了系统的功耗及运行成本。
38.前文所述的实施例介绍了基于子模块的电压对桥臂电路中处于不同状态的子模块进行排序的方案。在本技术的另一实施例中，具体可以根据桥臂电路的工作状态来选择电压升序排列规则或电压降序排列规则，根据电压升序顺序排列多个子模块，或者根据电压降序顺序排列多个子模块。例如，前文步骤201涉及的“根据桥臂电路的工作状态，基于子模块电压对桥臂电路中的多个第一子模块以及桥臂电路中的多个第二子模块分别进行排序处理，获得第一子模块组和第二子模块组”，具体包括：
39.若所述工作状态为所述充电状态，则按照所述多个第一子模块的电压对所述多个第一子模块进行降序排列，按照所述多个第二子模块的电压对所述多个第二子模块进行升序排列；若所述工作状态为所述放电状态，则按照所述多个第一子模块的电压对所述多个第一子模块进行升序排列，按照所述多个第二子模块的电压对所述多个第二子模块进行降序排列。
40.桥臂电路在不同工作状态下实现子模块的均压控制，需要选择不同的子模块进行状态切换，因此，桥臂电路在不同工作状态下，需要对桥臂电路中子模块的进行不同的排序处理。
41.一种可能的实现方式中，若桥臂电路的工作状态为充电状态，则按照多个第一子模块的电压对多个第一子模块进行降序排列，按照多个第二子模块的电压对多个第二子模块进行升序排列。即按照电压大小，将多个第一子模块从大到小排列，将多个第二子模块从小到大排列；若桥臂电路的工作状态为放电状态，则按照多个第一子模块的电压对多个第一子模块进行升序排列，按照多个第二子模块的电压对多个第二子模块进行降序排列。即按照电压大小，将多个第一子模块从小到大排列，将多个第二子模块从大到小排列。
42.本技术实施例在桥臂电路为充电状态时，对投入组子模块按照电压从大到小排列。对切除组子模块按照电压从小到大排列；在桥臂电路为放电状态时，对投入组子模块按照电压从小到大排列。对切除组子模块按照电压从大到小排列。本技术实施例针对不同工作状态的桥臂电路，对桥臂电路中子模块进行不同的排序处理，以便于后续桥臂电路在不同工作状态下，采用不同的方法达到子模块均压的效果，每种方法都以最少的子模块切换数量实现子模块的均压控制，从而以较小的igbt开关频率实现子模块的均压控制，降低了系统开关损耗，避免了子模块电容状态的频繁切换，增加了电容的使用寿命。
43.前文所述的实施例中介绍了基于子模块的排序结果，计算处于不同状态的子模块间的电压差值的方案。在本技术的另一实施例中，可以根据桥臂电路在不同工作状态下，多个第一子模块和多个第二子模块的排序结果，依次计算两个排序结果中对应子模块的电压的差值，作为电压差值。例如，前文步骤202涉及的“基于第一子模块组、第二子模块组中子模块的排序，确定第一子模块组和第二子模块组中子模块的电压差值”，具体包括：
44.依次确定第一子模块组中第i个子模块的电压与第二子模块组中第i个子模块的电压的差值，将该差值作为电压差值；i为大于等于1的整数。
45.具体实现中，若桥臂电路的工作状态为充电状态，则依次计算降序排列的第一子模块组中的第i个子模块的电压，和升序排列的第二子模块组中第i个子模块的电压的差值。若桥臂电路的工作状态为放电状态，则依次计算降序排列的第二子模块组中的第i个子模块的电压，和升序排列的第一子模块组中第i个子模块的电压的差值。
46.一种可能的实现方式中，若桥臂电路的工作状态为充电状态，则依次计算投入组第一个子模块与切除组第一个子模块的电压差值、投入组第二个子模块与切除组第二个子模块的电压差值、投入组第三个子模块与切除组第三个子模块的电压差值，直至投入组或切除组中子模块计算完毕，得到k个不同的电压差值，即为第一电压差值序列。若桥臂电路的工作状态为放电状态，则依次计算切除组第一个子模块与投入组第一个子模块的电压差值、切除组第二个子模块与投入组第二个子模块的电压差值、切除组第三个子模块与投入组第三个子模块的电压差值，直至投入组或切除组中子模块计算完毕，得到k个不同的电压差值，即为第二电压差值序列。
47.其中，k为投入组和切除组中子模块数量的较小值。i为大于等于1且小于等于k的整数。
48.本技术实施例在桥臂电路为充电状态时，依次计算投入组子模块与切除组子模块的电压差值，得到第一电压差值序列；在桥臂电路为放电状态时，依次计算切除组子模块与投入组子模块的电压差值，得到第二电压差值序列。本技术基于排序结果计算差值，得到电压差值序列，使得电压差值序列中每一个电压差值同投入组和切除组子模块电压一一对应，便于后续通过对电压差值序列中国的电压差值进行判断，并以较快速度确定对应的需要进行状态切换的投入组子模块或切除组子模块，进而以较短时间达到子模块均压的效果，提高了子模块均压控制的效率。
49.前文所述的实施例中介绍了根据电压差值、子模块均压阈值以及子模块数量差确定投入组和切除组中需要进行状态切换的子模块的方案。在本技术的另一实施例中，可以根据电压差值和子模块均压阈值的比较结果以及子模块数量差的取值范围确定投入组和切除组中需要进行状态切换的子模块。例如，前文步骤203涉及的“根据电压差值确定桥臂电路的子模块调整策略”，具体包括：
50.根据电压差值、子模块均压阈值以及子模块数量差确定子模块调整策略；其中，子模块均压阈值为满足子模块均压条件的子模块电压波动值，子模块数量差为预期子模块数量与第一子模块组的数量差。
51.当桥臂电路在不同工作状态下、子模块数量差在不同的数值范围内时，需要进行状态切换的子模块都不尽相同。因此本技术实施例需要针对不同的情况，确定不同的子模块调整策略，即针对不同的情况，根据电压差值和子模块均压阈值确定投入组和切除组中
需要进行状态切换的子模块。
52.具体实现中，可以针对不同的情况，根据电压差值和子模块均压阈值的比较结果确定投入组和切除组中需要进行状态切换的子模块。
53.一种可能的实现方式中，需要针对六中不同的情况，确定六个子模块调整策略。其中，六中不同的情况为桥臂电路为充电状态且子模块数量差等于零、桥臂电路为充电状态且子模块数量差小于零、桥臂电路为充电状态且子模块数量差大于零、桥臂电路为放电状态且子模块数量差等于零、桥臂电路为放电状态且子模块数量差小于零、桥臂电路为放电状态且子模块数量差大于零。
54.一种可能的实现方式中，子模块均压阈值为满足子模块均压条件的子模块电压波动值。当满足子模块均压条件时，子模块的开关损耗最小，有利于降低整个系统的功耗。其中，满足子模块均压条件，可以是桥臂电路中投入组子模块与切除组子模块的电压差满足一个能使子模块电容电压达到均压效果的阈值。
55.一种可能的实现方式中，子模块数量差为预期子模块数量与投入组中子模块数量的差值。其中，预期子模块数量为利用最近电平逼近调制技术获取的桥臂电路中预期的投入组子模块的数量。最近电平调制技术是使用最接近的电平去瞬时逼近正弦调制波，根据调制波的瞬时值和子模块电容电压的额定值计算得到桥臂电路中处于投入状态的子模块的数量n。
56.本技术实施例提供了跟据电压差值确定桥臂电路的子模块调整策略的方法，具体是针对不同的情况，根据电压差值和子模块均压阈值的比较结果确定投入组和切除组中需要进行状态切换的子模块。本技术实施例针对每一种情况确定一个子模块调整策略，每一个子模块调整策略都对满足最优交换条件的子模块进行状态切换，从而实现以最少子模块切换数量达到均压效果。即本技术实施例的子模块调整策略实现了以较小igbt开关频率达到子模块均压的效果，降低了系统开关损耗，减小了系统的功耗及运行成本。对较少数量的子模块进行状态切换，同时避免了子模块电容状态的频繁切换，增加了电容的使用寿命。
57.前文所述的实施例中介绍了根据电压差值、子模块均压阈值以及子模块数量差确定投入组和切除组中需要进行状态切换的子模块的方案。在本技术的另一实施例中，可以在子模块数量差等于零的情况下，根据电压差值和子模块均压阈值的比较结果确定投入组和切除组中需要进行状态切换的子模块。例如前文涉及的“根据电压差值、子模块均压阈值以及子模块数量差确定子模块调整策略”，具体包括：
58.若第i 1个电压差值小于子模块均压阈值且子模块数量差等于零；则确定子模块调整策略包括：第一子模块组中前i个子模块进行状态切换，第一子模块组中的其余子模块保持当前状态；第二子模块组中前i个子模块进行状态切换，第二子模块组中的其余子模块保持当前状态。
59.一种可能的实现方式中，在子模块数量差等于零的情况下，当桥臂电路为充电状态时，依次将第一电压差值序列中的每一个电压差值同子模块均压阈值作比较，若第一电压差值序列中第i 1个电压差值小于子模块均压阈值，那么降序排列的投入组和升序排列的切除组中前i个子模块即为满足最优交换条件的子模块。
60.因此，根据式(1)确定子模块调整策略为：将降序排列的投入组中前i个子模块切换为切除状态，降序排列的投入组中的其余子模块保持当前状态；将升序排列的切除组中
前i个子模块切换为投入状态，升序排列的切除组中的其余子模块保持当前状态。
61.u
tmax(i 1)
‑
u
qmin(i 1)
<δu
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
62.式中：u
tmax(i 1)
为投入组中子模块电压从大到小排序中的第i 1个子模块电压；u
qmin(i 1)
为切除组中子模块电压从小到大排序中的第i 1个子模块电压；δu为预设的均压阈值；i为满足式(1)的最小整数，即最优交换值。
63.其中，子模块数量差等于零表明当前的投入组子模块数与预期的投入组子模块数相等。降序排列的投入组中前i个子模块切换为切除状态是指将电压降序排列的投入组中电压较大的前i个子模块切换为切除状态，防止桥臂电流继续为其充电，同时切换为切除状态的子模块缓慢自放电，使得电压逐渐降低，进而达到电压均衡；降序排列的投入组中的其余子模块保持当前状态是指将电压降序排列的投入组中电压较小的剩余子模块状态保持不变，桥臂电流继续为其充电，使得电压逐渐升高，进而达到电压均衡。升序排列的切除组中前i个子模块切换为投入状态是指将电压升序排列的切除组中电压较小的前i个子模块切换为投入状态，桥臂电流为其充电，使得电压逐渐升高，进而达到电压均衡；升序排列的切除组中的其余子模块保持当前状态是指电压升序排列的切除组中电压较大的剩余子模块状态保持不变，继续缓慢自放电，使得电压逐渐降低，进而达到电压均衡。
64.一种可能的实现方式中，在子模块数量差等于零的情况下，当桥臂电路为放电状态时，依次将第二电压差值序列中的每一个电压差值同子模块均压阈值作比较，若第二电压差值序列中第i 1个电压差值小于子模块均压阈值，那么升序排列的投入组和降序排列的切除组中前i个子模块即为满足最优交换条件的子模块。
65.因此，根据式(2)确定子模块调整策略为：将升序排列的投入组中前i个子模块切换为切除状态，升序排列的投入组中的其余子模块保持当前状态；将降序排列的切除组中前i个子模块切换为投入状态，降序排列的切除组中的其余子模块保持当前状态。
66.u
qmax(i 1)
‑
u
tmin(i 1)
<δu
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)
67.式中：u
qmax(i 1)
为切除组中子模块电压从大到小排序中的第i 1个子模块电压；u
tmin(i 1)
为投入组中子模块电压从小到大排序中的第i 1个子模块电压。
68.其中，升序排列的投入组中前i个子模块切换为切除状态是指将电压升序排列的投入组中电压较小的前i个子模块切换为切除状态，避免桥臂电流继续为其放电，从而达到电压均衡；升序排列的投入组中的其余子模块保持当前状态是指将电压升序排列的投入组中电压较大的剩余子模块状态保持不变，桥臂电流继续为其放电，使得电压逐渐降低，进而达到电压均衡。降序排列的切除组中前i个子模块切换为投入状态是指将电压降序排列的切除组中电压较大的前i个子模块切换为投入状态，桥臂电流为其放电，使得电压逐渐降低，进而达到电压均衡；降序排列的切除组中的其余子模块保持当前状态是指电压降序排列的切除组中电压较小的剩余子模块状态保持不变，从而达到电压均衡。
69.本技术实施例提供了跟据电压差值确定桥臂电路的子模块调整策略的方法，具体是针对子模块数量差等于零的情况，根据电压差值和子模块均压阈值的比较结果确定桥臂电路在不同工作状态下，投入组和切除组中需要进行状态切换的子模块。本技术实施例针对子模块数量差等于零的情况，确定桥臂电路在充电状态和放电状态下的子模块调整策略，每一个子模块调整策略都对满足最优交换条件的子模块进行状态切换，从而实现以最少子模块切换数量达到均压效果。即本技术实施例的子模块调整策略实现了以较小igbt开
关频率达到子模块均压的效果，降低了系统开关损耗，减小了系统的功耗及运行成本。对较少数量的子模块进行状态切换，同时避免了子模块电容状态的频繁切换，增加了电容的使用寿命。
70.前文所述的实施例中介绍了根据电压差值、子模块均压阈值以及子模块数量差确定投入组和切除组中需要进行状态切换的子模块的方案。在本技术的另一实施例中，可以在子模块数量差小于零的情况下，根据电压差值和子模块均压阈值的比较结果确定投入组和切除组中需要进行状态切换的子模块。例如前文涉及的“根据电压差值、子模块均压阈值以及子模块数量差确定子模块调整策略”，具体包括：
71.若子模块数量差小于零，则根据第一均压关系式确定第一子模块组中前i n个子模块进行状态切换，第一子模块组中其余的子模块保持当前状态；第二子模块组中前i个子模块进行状态切换，第二子模块组中的其余子模块保持当前状态；第一均压关系为包含|u
t(i n 1)
‑
u
q(i 1)
|<δu的关系式；其中，n是子模块数量差；u
t(i n 1)
是第一子模块组中第i n 1个子模块的电压，u
q(i 1)
是第二子模块组中第i 1个子模块的电压，δu为子模块均压阈值。
72.一种可能的实现方式中，在子模块数量差小于零的情况下，当桥臂电路为充电状态时，依次计算降序排列的第一子模块组中的第i n个子模块的电压，和升序排列的第二子模块组中第i个子模块的电压的差值，得到第三电压差值序列。依次将第三电压差值序列中的每一个电压差值同子模块均压阈值作比较，若第三电压差值序列中第i 1个电压差值小于子模块均压阈值，那么降序排列的投入组中前i n个子模块即为满足最优交换条件的子模块，升序排列的切除组中前i个子模块即为满足最优交换条件的子模块。
73.当桥臂电路为充电状态时，第一均压关系式如式(3)所示，
74.u
tmax(i n 1)
‑
u
qmin(i 1)
<δu
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)
75.式中：n是子模块数量差，u
tmax(i n 1)
为投入组中子模块电压从大到小排序中的第i n 1个子模块电压。
76.根据式(3)确定子模块调整策略为：将降序排列的投入组中前i n个子模块切换为切除状态，降序排列的投入组中的其余子模块保持当前状态；将升序排列的切除组中前i个子模块切换为投入状态，升序排列的切除组中的其余子模块保持当前状态。
77.其中，子模块数量差小于零表明当前的投入组子模块数大于预期的投入组子模块数量，即当前的投入组子模块数量较多，且比预期投入组子模块多n。降序排列的投入组中前i n个子模块切换为切除状态是指将电压降序排列的投入组中电压较大的前i n个子模块切换为切除状态，防止桥臂电流继续为其充电，同时切换为切除状态的子模块缓慢自放电，使得电压逐渐降低，进而达到电压均衡；降序排列的投入组中的其余子模块保持当前状态是指将电压降序排列的投入组中电压较小的剩余子模块状态保持不变，桥臂电流继续为其充电，使得电压逐渐升高，进而达到电压均衡。升序排列的切除组中前i个子模块切换为投入状态是指将电压升序排列的切除组中电压较小的前i个子模块切换为投入状态，桥臂电流为其充电，使得电压逐渐升高，进而达到电压均衡；升序排列的切除组中的其余子模块保持当前状态是指电压升序排列的切除组中电压较大的剩余子模块状态保持不变，继续缓慢自放电，使得电压逐渐降低，进而达到电压均衡。
78.一种可能的实现方式中，在子模块数量差小于零的情况下，当桥臂电路为放电状态时，依次计算降序排列的第二子模块组中的第i个子模块的电压，和升序排列的第一子模
块组中第i n个子模块的电压的差值，得到第四电压差值序列。依次将第四电压差值序列中的每一个电压差值同子模块均压阈值作比较，若第四电压差值序列中第i 1个电压差值小于子模块均压阈值，那么升序排列的投入组中前i n个子模块即为满足最优交换条件的子模块，降序排列的切除组中前i个子模块即为满足最优交换条件的子模块。
79.当桥臂电路为放电状态时，第一均压关系式如式(4)所示，
80.u
qmax(i 1)
‑
u
tmin(i n 1)
<δu
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(4)
81.式中：u
tmin(i n 1)
为投入组中子模块电压从小到大排序中的第i n 1个子模块电压。
82.根据式(4)确定子模块调整策略为：将升序排列的投入组中前i n个子模块切换为切除状态，升序排列的投入组中的其余子模块保持当前状态；将降序排列的切除组中前i个子模块切换为投入状态，降序排列的切除组中的其余子模块保持当前状态。
83.其中，升序排列的投入组中前i n个子模块切换为切除状态是指将电压升序排列的投入组中电压较小的前i n个子模块切换为切除状态，避免桥臂电流继续为其放电，从而达到电压均衡；升序排列的投入组中的其余子模块保持当前状态是指将电压升序排列的投入组中电压较大的剩余子模块状态保持不变，桥臂电流继续为其放电，使得电压逐渐降低，进而达到电压均衡。降序排列的切除组中前i个子模块切换为投入状态是指将电压降序排列的切除组中电压较大的前i个子模块切换为投入状态，桥臂电流为其放电，使得电压逐渐降低，进而达到电压均衡；降序排列的切除组中的其余子模块保持当前状态是指电压降序排列的切除组中电压较小的剩余子模块状态保持不变，从而达到电压均衡。
84.本技术实施例提供了跟据电压差值确定桥臂电路的子模块调整策略的方法，具体是针对子模块数量差小于零的情况，根据电压差值和子模块均压阈值的比较结果确定桥臂电路在不同工作状态下，投入组和切除组中需要进行状态切换的子模块。本技术实施例针对子模块数量差小于零的情况，确定桥臂电路在充电状态和放电状态下的子模块调整策略，每一个子模块调整策略都对满足最优交换条件的子模块进行状态切换，从而实现以最少子模块切换数量达到均压效果。即本技术实施例的子模块调整策略实现了以较小igbt开关频率达到子模块均压的效果，降低了系统开关损耗，减小了系统的功耗及运行成本。对较少数量的子模块进行状态切换，同时避免了子模块电容状态的频繁切换，增加了电容的使用寿命。
85.前文所述的实施例中介绍了根据电压差值、子模块均压阈值以及子模块数量差确定投入组和切除组中需要进行状态切换的子模块的方案。在本技术的另一实施例中，可以在子模块数量差大于零的情况下，根据电压差值和子模块均压阈值的比较结果确定投入组和切除组中需要进行状态切换的子模块。例如前文涉及的“根据电压差值、子模块均压阈值以及子模块数量差确定子模块调整策略”，具体包括：
86.若子模块数量差大于零，则根据第二均压关系式确定第一子模块组中前i个子模块进行状态切换，第一子模块组中其余的子模块保持当前状态；第二子模块组中前i n个子模块进行状态切换，第二子模块组中的其余子模块保持当前状态；第二均压关系为包含|u
t(i 1)
‑
u
q(i n 1)
|<δu的关系式；其中，u
t(i 1)
是第一子模块组中第i 1个子模块的电压，u
q(i n 1)
是第二子模块组中第i n 1个子模块的电压。
87.一种可能的实现方式中，在子模块数量差大于零的情况下，当桥臂电路为充电状态时，依次计算降序排列的第一子模块组中的第i个子模块的电压，和升序排列的第二子模
块组中第i n个子模块的电压的差值，得到第五电压差值序列。依次将第五电压差值序列中的每一个电压差值同子模块均压阈值作比较，若第五电压差值序列中第i 1个电压差值小于子模块均压阈值，那么降序排列的投入组中前i个子模块即为满足最优交换条件的子模块，升序排列的切除组中前i n个子模块即为满足最优交换条件的子模块。
88.当桥臂电路为充电状态时，第二均压关系式如式(5)所示，
89.u
tmax(i 1)
‑
u
qmin(i n 1)
<δu
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(5)
90.式中：n是子模块数量差，u
qmin(i n 1)
为切除组中子模块电压从小到大排序中的第i n 1个子模块电压。
91.根据式(5)确定子模块调整策略为：将降序排列的投入组中前i个子模块切换为切除状态，降序排列的投入组中的其余子模块保持当前状态；将升序排列的切除组中前i n个子模块切换为投入状态，升序排列的切除组中的其余子模块保持当前状态。
92.其中，子模块数量差大于零表明当前的投入组子模块数小于预期的投入组子模块数量，即当前的投入组子模块数量较少，且比预期投入组子模块少n。降序排列的投入组中前i个子模块切换为切除状态是指将电压降序排列的投入组中电压较大的前i个子模块切换为切除状态，防止桥臂电流继续为其充电，同时切换为切除状态的子模块缓慢自放电，使得电压逐渐降低，进而达到电压均衡；降序排列的投入组中的其余子模块保持当前状态是指将电压降序排列的投入组中电压较小的剩余子模块状态保持不变，桥臂电流继续为其充电，使得电压逐渐升高，进而达到电压均衡。升序排列的切除组中前i n个子模块切换为投入状态是指将电压升序排列的切除组中电压较小的前i n个子模块切换为投入状态，桥臂电流为其充电，使得电压逐渐升高，进而达到电压均衡；升序排列的切除组中的其余子模块保持当前状态是指电压升序排列的切除组中电压较大的剩余子模块状态保持不变，继续缓慢自放电，使得电压逐渐降低，进而达到电压均衡。
93.一种可能的实现方式中，在子模块数量差大于零的情况下，当桥臂电路为放电状态时，依次计算降序排列的第二子模块组中的第i n个子模块的电压，和升序排列的第一子模块组中第i个子模块的电压的差值，得到第六电压差值序列。依次将第六电压差值序列中的每一个电压差值同子模块均压阈值作比较，若第六电压差值序列中第i 1个电压差值小于子模块均压阈值，那么升序排列的投入组中前i个子模块即为满足最优交换条件的子模块，降序排列的切除组中前i n个子模块即为满足最优交换条件的子模块。
94.当桥臂电路为放电状态时，第二均压关系式如式(6)所示，
95.u
qmax(i n 1)
‑
u
tmin(i 1)
<δu
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(6)
96.式中：u
qmin(i n 1)
为切除组中子模块电压从小到大排序中的第i n 1个子模块电压。
97.根据式(6)确定子模块调整策略为：将升序排列的投入组中前i个子模块切换为切除状态，升序排列的投入组中的其余子模块保持当前状态；将降序排列的切除组中前i n个子模块切换为投入状态，降序排列的切除组中的其余子模块保持当前状态。
98.其中，升序排列的投入组中前i个子模块切换为切除状态是指将电压升序排列的投入组中电压较小的前i个子模块切换为切除状态，避免桥臂电流继续为其放电，从而达到电压均衡；升序排列的投入组中的其余子模块保持当前状态是指将电压升序排列的投入组中电压较大的剩余子模块状态保持不变，桥臂电流继续为其放电，使得电压逐渐降低，进而达到电压均衡。降序排列的切除组中前i n个子模块切换为投入状态是指将电压降序排列
的切除组中电压较大的前i n个子模块切换为投入状态，桥臂电流为其放电，使得电压逐渐降低，进而达到电压均衡；降序排列的切除组中的其余子模块保持当前状态是指电压降序排列的切除组中电压较小的剩余子模块状态保持不变，从而达到电压均衡。
99.本技术实施例提供了跟据电压差值确定桥臂电路的子模块调整策略的方法，具体是针对子模块数量差大于零的情况，根据电压差值和子模块均压阈值的比较结果确定桥臂电路在不同工作状态下，投入组和切除组中需要进行状态切换的子模块。本技术实施例针对子模块数量差大于零的情况，确定桥臂电路在充电状态和放电状态下的子模块调整策略，每一个子模块调整策略都对满足最优交换条件的子模块进行状态切换，从而实现以最少子模块切换数量达到均压效果。即本技术实施例的子模块调整策略实现了以较小igbt开关频率达到子模块均压的效果，降低了系统开关损耗，减小了系统的功耗及运行成本。对较少数量的子模块进行状态切换，同时避免了子模块电容状态的频繁切换，增加了电容的使用寿命。
100.应该理解的是，虽然图2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，图2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。
101.在一个实施例中，如图3所示，提供了一种电路控制装置，包括：排序模块、差值确定模块和策略确定模块，其中：
102.排序模块301，用于确定桥臂电路的工作状态，基于子模块电压对桥臂电路中的多个第一子模块以及桥臂电路中的多个第二子模块分别进行排序处理，获得第一子模块组和第二子模块组；第一子模块为桥臂电路中当前处于投入状态的子模块，第二子模块为桥臂电路中当前处于切除状态的子模块，工作状态包括充电状态和放电状态；
103.差值确定模块302，用于基于第一子模块组、第二子模块组中子模块的排序，确定第一子模块组和第二子模块组中子模块的电压差值；
104.策略确定模块303，用于根据电压差值确定桥臂电路的子模块调整策略，子模块调整策略用于对满足最优交换条件的子模块进行状态切换；最优交换条件用于实现桥臂电路以最少子模块切换数量进入均压状态。
105.在一个实施例中，排序模块301具体用于，若工作状态为充电状态，则按照多个第一子模块的电压对多个第一子模块进行降序排列，按照多个第二子模块的电压对多个第二子模块进行升序排列；若工作状态为放电状态，则按照多个第一子模块的电压对多个第一子模块进行升序排列，按照多个第二子模块的电压对多个第二子模块进行降序排列。
106.在一个实施例中，差值确定模块302具体用于，依次确定第一子模块组中第i个子模块的电压与第二子模块组中第i个子模块的电压的差值，将该差值作为电压差值；i为大于等于1的整数。
107.在一个实施例中，策略确定模块303具体用于，根据电压差值、子模块均压阈值以及子模块数量差确定子模块调整策略；其中，子模块均压阈值为满足子模块均压条件的子模块电压波动值，子模块数量差为预期子模块数量与第一子模块组的数量差。
108.在一个实施例中，若第i 1个电压差值小于子模块均压阈值且子模块数量差等于零；则确定子模块调整策略包括：第一子模块组中前i个子模块进行状态切换，第一子模块组中的其余子模块保持当前状态；第二子模块组中前i个子模块进行状态切换，第二子模块组中的其余子模块保持当前状态。
109.在一个实施例中，若子模块数量差小于零，则根据第一均压关系式确定第一子模块组中前i n个子模块进行状态切换，第一子模块组中其余的子模块保持当前状态；第二子模块组中前i个子模块进行状态切换，第二子模块组中的其余子模块保持当前状态；第一均压关系为包含|u
t(i n 1)
‑
u
q(i 1)
|<δu的关系式；其中，n是子模块数量差；u
t(i n 1)
是第一子模块组中第i n 1个子模块的电压，u
q(i 1)
是第二子模块组中第i 1个子模块的电压，δu为子模块均压阈值。
110.在一个实施例中，若子模块数量差大于零，则根据第二均压关系式确定第一子模块组中前i个子模块进行状态切换，第一子模块组中其余的子模块保持当前状态；第二子模块组中前i n个子模块进行状态切换，第二子模块组中的其余子模块保持当前状态；第二均压关系为包含|u
t(i 1)
‑
u
q(i n 1)
|<δu的关系式；其中，u
t(i 1)
是第一子模块组中第i 1个子模块的电压，u
q(i n 1)
是第二子模块组中第i n 1个子模块的电压。
111.关于电路控制装置的具体限定可以参见上文中对于电路控制方法的限定，在此不再赘述。上述电路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。
112.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4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、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第一子模块组、第二子模块组、电压差值序列。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电路控制方法。
113.本领域技术人员可以理解，图4中示出的结构，仅仅是与本技术方案相关的部分结构的框图，并不构成对本技术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。
114.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以下步骤：
115.确定桥臂电路的工作状态，基于子模块电压对桥臂电路中的多个第一子模块以及桥臂电路中的多个第二子模块分别进行排序处理，获得第一子模块组和第二子模块组；第一子模块为桥臂电路中当前处于投入状态的子模块，第二子模块为桥臂电路中当前处于切除状态的子模块，工作状态包括充电状态和放电状态；
116.基于第一子模块组、第二子模块组中子模块的排序，确定第一子模块组和第二子模块组中子模块的电压差值；
117.根据电压差值确定桥臂电路的子模块调整策略，子模块调整策略用于对满足最优
交换条件的子模块进行状态切换；最优交换条件用于实现桥臂电路以最少子模块切换数量进入均压状态。
118.在一个实施例中，该处理器执行计算机程序时实现：若工作状态为充电状态，则按照多个第一子模块的电压对多个第一子模块进行降序排列，按照多个第二子模块的电压对多个第二子模块进行升序排列；若工作状态为放电状态，则按照多个第一子模块的电压对多个第一子模块进行升序排列，按照多个第二子模块的电压对多个第二子模块进行降序排列。
119.在一个实施例中，该处理器执行计算机程序时实现：依次确定第一子模块组中第i个子模块的电压与第二子模块组中第i个子模块的电压的差值，将该差值作为电压差值；i为大于等于1的整数。
120.在一个实施例中，该处理器执行计算机程序时实现：根据电压差值、子模块均压阈值以及子模块数量差确定子模块调整策略；其中，子模块均压阈值为满足子模块均压条件的子模块电压波动值，子模块数量差为预期子模块数量与第一子模块组的数量差。
121.在一个实施例中，该处理器执行计算机程序时实现：若第i 1个电压差值小于子模块均压阈值且子模块数量差等于零；则确定子模块调整策略包括：第一子模块组中前i个子模块进行状态切换，第一子模块组中的其余子模块保持当前状态；第二子模块组中前i个子模块进行状态切换，第二子模块组中的其余子模块保持当前状态。
122.在一个实施例中，该处理器执行计算机程序时实现：若子模块数量差小于零，则根据第一均压关系式确定第一子模块组中前i n个子模块进行状态切换，第一子模块组中其余的子模块保持当前状态；第二子模块组中前i个子模块进行状态切换，第二子模块组中的其余子模块保持当前状态；第一均压关系为包含|u
t(i n 1)
‑
u
q(i 1)
|<δu的关系式；其中，n是子模块数量差；u
t(i n 1)
是第一子模块组中第i n 1个子模块的电压，u
q(i 1)
是第二子模块组中第i 1个子模块的电压，δu为子模块均压阈值。
123.在一个实施例中，该处理器执行计算机程序时实现：若子模块数量差大于零，则根据第二均压关系式确定第一子模块组中前i个子模块进行状态切换，第一子模块组中其余的子模块保持当前状态；第二子模块组中前i n个子模块进行状态切换，第二子模块组中的其余子模块保持当前状态；第二均压关系为包含|u
t(i 1)
‑
u
q(i n 1)
|<δu的关系式；其中，u
t(i 1)
是第一子模块组中第i 1个子模块的电压，u
q(i n 1)
是第二子模块组中第i n 1个子模块的电压。
124.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，本技术所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、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
‑
only memory，rom)、磁带、软盘、闪存或光存储器等。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。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 access memory，sram)或动态随机存取存储器(dynamic random access memory，dram)等。
125.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。
126.以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。