一种基于快速排序的MMC子模块电容电压平衡控制方法

摘要

本发明公开了一种基于快速排序的MMC子模块电容电压平衡控制方法，先定义数组A[x_n‑1]、B[y_m‑1]分别存放处于切除状态与投入状态的子模块电容电压值；然后根据不同情形只对A[x_n‑1]或者B[y_m‑1]进行第一轮排序，得到对应的低压、高压两个数组；再根据进一步情形只对A[x_n‑1]低压数组或者A[x_n‑1]高压数组或者B[y_m‑1]高压数组进行第二轮排序，得到某细分数组；经过第二轮排序后，再根据具体指令按排序选取相应细分数组中的ΔN个子模块投入或切除。本方法基于快速排序算法原理，采用分治策略思想对MMC子模块电容电压进行平衡控制，不对桥臂所有子模块进行完全排序，降低传统排序计算时间，能更有效地提升MMC桥臂子模块电容均压算法的计算速度。

主权项

一种基于快速排序的MMC子模块电容电压平衡控制方法，其特征在于：按如下步骤进行：步骤1：定义两个数组A[x_n‑1]、B[y_m‑1]分别存放桥臂中当前处于切除状态的N个子模块电容电压值与处于投入状态的M个子模块电容电压值；步骤2：根据以下方法进行第一轮排序，若换流站控制层指令需要投入ΔN个子模块，则以子模块电压额定值U_N为基准对A[x_n‑1]中的子模块电容电压进行第一轮排序，将A[x_n‑1]中的子模块电容电压值分为A[x_n‑1]低压值类、A[x_n‑1]高压值类两个数组；其中，A[x_n‑1]低压值类数组中的子模块电容电压值都比子模块电压额定值U_N低，A[x_n‑1]高压值类数组中的子模块电容电压值都比子模块电压额定值U_N高；若换流站控制层指令需要切除ΔN个子模块，则以子模块电压额定值U_N为基准对B[y_m‑1]中的子模块电容电压进行第一轮排序，将B[y_m‑1]中的子模块电容电压值分为B[y_m‑1]低压值类、B[y_m‑1]高压值类两个数组；其中，B[y_m‑1]低压值类数组中的子模块电容电压值都比子模块电压额定值U_N低，B[y_m‑1]高压值类数组中的子模块电容电压值都比子模块电压额定值U_N高；步骤3：根据以下方法进行第二轮排序，如果需要投入子模块且桥臂电流处于充电状态，则以0.95U_N为基准对A[x_n‑1]低压值类数组中的子模块电容电压值进行排序，得到A[x_n‑1]低‑低压值类、A[x_n‑1]低‑高压值类两个数组，两个数组对应的子模块个数分别为a₁和a₂；其中，A[x_n‑1]低‑低压值类数组中的子模块电容电压值都比0.95U_N低，A[x_n‑1]低‑高压值类数组中的子模块电容电压值都比0.95U_N高；如果需要投入子模块且桥臂电流处于放电状态，则以1.05U_N为基准对A[x_n‑1]高压值类数组中的子模块电容电压值进行排序，得到A[x_n‑1]高‑低压值类、A[x_n‑1]高‑高压值类两个数组，两个数组对应的子模块个数分别为a₃和a₄；其中，A[x_n‑1]高‑低压值类数组中的子模块电容电压值都比1.05U_N低，A[x_n‑1]高‑高压值类数组中的子模块电容电压值都比1.05U_N高；如果需要切除子模块，则不论桥臂电流方向，以1.05U_N为基准对B[y_m‑1]高压值类数组中的子模块电容电压值进行排序，得到B[y_m‑1]高‑低压值类、B[y_m‑1]高‑高压值类两个数组，两个数组对应的子模块个数分别为b₁和b₂；其中，B[y_m‑1]高‑低压值类数组中的子模块电容电压值都比1.05U_N低，B[y_m‑1]高‑高压值类数组中的子模块电容电压值都比1.05U_N高；步骤4：经过第二轮排序后，对于投入子模块命令且桥臂电流处于充电状态，如果a₁＜ΔN，则对A[x_n‑1]低‑高压值类数组进行快速排序，并选取其中电压最小的ΔN‑a₁个电压所对应子模块和A[x_n‑1]低‑低压值类数组中所对应的全部子模块投入；如果a₁＞ΔN，则对A[x_n‑1]低‑低压值类数组进行快速排序，并选取其中电压最小的ΔN个电压所对应子模块投入；对于投入子模块命令且桥臂电流处于放电状态，如果a₄＜ΔN，则对A[x_n‑1]高‑低压值类数组进行快速排序，并选取其中最大的ΔN‑a₄个电压所对应的子模块和A[x_n‑1]高‑高压值类数组中所对应的所有子模块投入；如果a₄＞ΔN，则对A[x_n‑1]高‑高压值类数组进行快速排序，并选取其中最大的ΔN个电压所对应的子模块投入；对于切除子模块命令，如果b₂＜ΔN，则对B[y_m‑1]高‑低压值类数组进行快速排序，并选取其中最大的ΔN‑b₂个电压所对应的子模块和B[y_m‑1]高‑高压值类数组所对应的全部子模块切除；如果b₂＞ΔN，则对B[y_m‑1]高‑高压值类数组进行快速排序，并选取其中最大的ΔN个电压所对应的子模块切除；步骤5：等待下一个控制周期，重复步骤1‑步骤4。