本技术涉及变压器控制领域，特别是涉及一种多电平直流变压器、控制方法、设备及介质。
背景技术：
1、随着新能源发电的大规模汇集与电力电子器件的大量接入，直流电网技术可有效消纳新能源，实现功率高效远距离传输。高压大容量直流变压器作为直流电网中的核心设备，可实现不同电压等级和不同类型的直流线路互联，尤其适用于多端直流电网的电压等级变换和功率传输。其中，模块化多电平直流变压器通过子模块串联突破了以往igbt直接串联的技术瓶颈，具有易于扩容以及能量可双向流动等优点，并且，子模块级联的结构可输出多电平电压，从而改善波形质量和提高能量转换效率，适用于大容量高电压等级的直流汇集送出系统。
2、现有模块化多电平直流变压器的低压桥臂中含有大量环流，导致需要配置高感值的电抗器进行限流，进一步增加了系统的体积、重量和成本。针对此问题，研究者们提出了一种在低压桥臂安装全桥子模块进行限流的策略，该策略可有效规避高感值电抗器设计的难题。然而，目前研究主要集中在直流变压器拓扑结构原理的分析上，针对其控制策略的研究则主要沿用了模块化柔性直流(ac-dc)换流器的控制方案，这些方案在直流变压器中的直接应用导致了不同控制器之间的耦合问题加剧，并且难以提供一个统一、高效的控制器设计方法。
3、为解决上述问题，本技术提出了一种高压大容量模块化多电平直流变压器控制方法，充分考虑直流变压器的多电平、模块化和直流特性，通过分析变压器每相上下桥臂中电压和电流的差/共模分量所蕴含的约束关系，精确控制不同桥臂子模块投切，使同一相上下桥臂存在一定交流成分的差/共模电压，以产生交流功率来抵消因直流电流在上下桥臂间作用导致的子模块充/放电功率偏差，最终维持各个桥臂能量平衡。本技术所提模块化多电平直流变压器控制策略分为三个层级，每个层级的控制器能独立地响应其特定的控制目标，从而实现不同控制器之间的解耦和独立运行，可有效简化控制系统结构，提高整个系统响应速度和稳定性，为大规模新能源直流汇集组网外送奠定了基础。
技术实现思路
1、本技术的目的是提供一种多电平直流变压器、控制方法、设备及介质，可实现不同控制器之间的解耦和独立运行，可有效简化控制系统结构，提高整个系统响应速度和稳定性。
2、为实现上述目的，本技术提供了如下方案：
3、第一方面，本技术提供了一种多电平直流变压器，所述多电平直流变压器包括：
4、高压桥臂、低压桥臂以及公共桥臂；
5、所述高压桥臂和所述公共桥臂串联，且串联的连接的端点与所述低压桥臂的一个端点连接，形成公共连接点；
6、所述低压桥臂的一端构成低压侧端口；
7、所述高压桥臂的一端构成高压侧端口；
8、所述公共桥臂的一端经电阻后接地。
9、可选地，所述高压桥臂、低压桥臂以及公共桥臂均有两组，即a，b两相；
10、所述高压桥臂包括：n1个串联的第一子模块和第一桥臂电抗器；
11、所述公共桥臂包括：n2个串联的第二子模块和第二桥臂电抗器；
12、所述低压桥臂包括：n3个串联的第三子模块和第三桥臂电抗器；
13、所述第一子模块和第二子模块相同。
14、可选地，所述高压桥臂和公共桥臂均采用半桥子模块，所述低压桥臂采用全桥子模块。
15、第二方面，本技术提供了一种多电平直流变压器的控制方法，所述多电平直流变压器的控制方法包括：
16、控制半桥桥臂的能量平衡；
17、控制全桥桥臂的电流；
18、控制低压直流电压；
19、控制虚拟电阻。
20、可选地，所述控制半桥桥臂的能量平衡具体包括以下步骤：
21、采集a，b两相高压桥臂/公共桥臂子模块电容电压差模分量之和；
22、将所述电容电压差模分量之和输入至第一低通滤波器；
23、将经所述第一低通滤波器滤波后的电容电压差模分量之和输入至第一pi控制器，得到基频共模交流电压的参考值；
24、基于所述基频共模交流电压的参考值和基频差模交流电压参考值计算共模电压分配系数kc；所述基频差模交流电压参考值由开环给定；
25、将所述基频共模交流电压的参考值按照共模电压分配系数kc和1-kc分别分配至高压桥臂和公共桥臂中，将基频差模交流电压参考值分别除以和得到差模基波调制系数ma1_1和ma2_1，与共模基波调制系数ma1_2和ma2_2对应相加后得到a相高压桥臂和公共桥臂总的基频调制系数和
26、将所述a相高压桥臂和公共桥臂总的基频调制系数相位反转后可得到b相高压桥臂和公共桥臂总的基频调制系数参考值和
27、基于所述以及驱动各相高压桥臂阀和公共桥臂阀工作。
28、可选地，所述控制全桥桥臂的电流具体包括以下步骤：
29、采集a，b两相低压桥臂电流信号，并作差，得到差值i3d；
30、将差值i3d与参考值作差，得到电流差值信号；
31、将所述电流差值信号输入至第一高通滤波器滤除直流分量，得到交流分量；
32、将所述交流分量输入至pr控制器，得到全桥子模块阀交流电压参考值
33、将所述交流电压参考值除以低压桥臂直流调制信号得到a相全桥桥臂调制系数参考值
34、将所述a相全桥桥臂调制系数参考值相位旋转180°后，得到b相全桥桥臂调制系数参考值
35、基于所述和驱动各相低压桥臂阀工作。
36、可选地，所述控制虚拟电阻具体包括以下步骤：
37、实时采集a，b两相高压桥臂、公共桥臂和低压桥臂的桥臂电流信号ikx；x＝1，2，3；
38、将所述电流信号ikx输入至第二高通滤波器滤除直流分量，得到交流信号；
39、将所述交流信号输入到虚拟电阻计算模块；
40、所述虚拟电阻计算模块根据预设的虚拟电阻值rd和采集的电流值计算出电压降；
41、将所述电压降除以对应的直流调制信号得到各个桥臂的调制系数x＝1，2，3；
42、将两相高压桥臂、公共桥臂和低压桥臂所有的调制系数对应相加得到每个桥臂阀总的控制信号；
43、通过所述总的控制信号驱动直流变压器稳定工作。
44、第三方面，本技术提供了一种计算机设备，包括：存储器、处理器以存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序以实现上述中任一项所述的多电平直流变压器的控制方法的步骤。
45、第四方面，本技术提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述中任一项所述的多电平直流变压器的控制方法的步骤。
46、根据本技术提供的具体实施例，本技术公开了以下技术效果：
47、首先，本技术所提出的模块化多电平直流变压器控制方法，通过三个层级的控制器设计，每个层级的控制器能够独立地响应其特定的控制目标，实现了控制器之间的解耦，控制架构设计简洁明了，采用了先进的控制算法和策略，控制系统的原理清晰，通过分析电压/电流共模和差模分量的约束关系来实现各个桥臂子模块电容电压的平衡，易于理解和实现。不仅降低了系统的复杂度，提高了系统的可维护性，而且为后续的扩展和升级提供了便利；其次，本技术所设计的控制系统能够精确地根据输入信号和预设参数，计算出合适的调制信号，并快速准确地传递给驱动电路模块，从而实现对桥臂子模块阀电压的精确控制，解耦设计允许各控制器专注于其特定的控制任务，无需受到其他层级控制器的干扰，从而提高了整个系统的响应速度和稳定性；最后，本技术提出的控制器架构具有良好的可扩展性，可以根据实际需求增加或减少控制层级和控制器数量，以满足不同规模和复杂度的应用场景，同时，由于各层级控制器之间的独立性，系统具有较高的灵活性，可以方便地调整控制策略以适应不同的运行条件和需求。
1.一种多电平直流变压器，其特征在于，所述多电平直流变压器包括：
2.根据权利要求1所述的多电平直流变压器，其特征在于，所述高压桥臂、低压桥臂以及公共桥臂均有两组，即a，b两相；
3.根据权利要求1所述的多电平直流变压器，其特征在于，所述高压桥臂和公共桥臂均采用半桥子模块，所述低压桥臂采用全桥子模块。
4.一种多电平直流变压器的控制方法，其特征在于，所述多电平直流变压器的控制方法应用于如权利要求1-3任意一项所述的多电平直流变压器，所述多电平直流变压器的控制方法包括：
5.根据权利要求4所述的多电平直流变压器的控制方法，其特征在于，所述控制半桥桥臂的能量平衡具体包括以下步骤：
6.根据权利要求4所述的多电平直流变压器的控制方法，其特征在于，所述控制全桥桥臂的电流具体包括以下步骤：
7.根据权利要求4所述的多电平直流变压器的控制方法，其特征在于，所述控制低压直流电压具体包括以下步骤：
8.根据权利要求4所述的多电平直流变压器的控制方法，其特征在于，所述控制虚拟电阻具体包括以下步骤：
9.一种计算机设备，包括：存储器、处理器以存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序以实现权利要求4-7中任一项所述的多电平直流变压器的控制方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求4-7中任一项所述的多电平直流变压器的控制方法的步骤。
