本发明属于模块化多电平变换器子模块电容电压检测及排序，尤其涉及一种mmc子模块电容电压排序方法及系统。
背景技术：
1、模块化多电平变换器(modular multilevel converter，mmc)拓扑具有模块化结构、便于冗余设计、易于扩展和控制等特点，已成为高压柔性直流输电换流阀的首选方案。mmc系统采用分布式电容储能的结构，由于电容器参数的不一致性以及子模块的频繁投切，导致子模块电容电压不均衡。子模块电容电压不均衡引起桥臂环流谐波分量增加，mmc系统输出电能质量降低，系统损耗增加，严重时甚至会影响系统安全稳定运行。为了实现子模块电容电压均衡控制以及对系统的保护，必须实时检测子模块电容电压值。在子模块投切过程中，当子模块投入时，如果子模块电容充电，电容电压升高，如果子模块放电，电容电压降低，当子模块旁路时，电容电压保持不变。因此，为了实现电容电压均衡控制，当子模块电容充电时，通常投入桥臂上子模块电容电压低的子模块，使其电压升高，当子模块电容放电时，通常投入桥臂上子模块电容电压高的子模块，使其电压降低。
2、常规的mmc子模块电容电压检测一般采用电压传感器检测电路，每个子模块配备一个电压传感器，利用电压传感器的霍尔效应将被测子模块电容电压转换成低压直流信号，然后利用ad转换(即模数转换)模块对传感器输出的低压直流信号进行采样。这种系统结构简单，控制方便，非常适合子模块数量较少的场合。在高压柔性直流输电系统中，通常mmc的每个桥臂配置上百个子模块。但是，针对这种高压柔性直流输电的mmc，如果每个子模块配备一个电压传感器用于检测电容电压，系统结构复杂，成本和体积将大大增加。
技术实现思路
1、本发明提供一种mmc子模块电容电压排序方法及系统，用于解决每个子模块配备一个电压传感器用于检测电容电压，系统结构复杂，成本和体积将大大增加的技术问题。
2、第一方面，本发明提供一种mmc子模块电容电压排序方法，包括：
3、根据预先构建的某一电压检测与调理电路集合获取某一mmc系统的某一相的一个桥臂上各个子模块的电压数据，其中，所述某一电压检测与调理电路集合中的某一电压检测与调理电路与某一mmc子模块并联，且所述某一电压检测与调理电路包括同相输入端分压电阻、反相输入端分压电阻、采样电阻r11、反馈电阻r12、第一滤波电容c1和第二滤波电容c2以及运算放大器、输出滤波电路；
4、获取某一ad转换模块输出的某一电压信号，并将各个ad转换模块传输的电压信号作为一个数据块保存，其中，所述某一电压信号为经由所述某一ad转换模块将所述某一电压检测与调理电路集合输出的电压数据转换得到的电压信号；
5、将每一个数据块中的电压信号按照当前控制周期内mmc子模块的投切状态分成投入组和/或切除组，并分别排序，得到投入组的第一最大值、第一最小值及分别与所述第一最大值对应的第一mmc子模块编号、所述第一最小值对应的第二mmc子模块编号，和/或切除组的第二最大值和第二最小值及分别与所述第二最大值对应的第三mmc子模块编号、所述第二最小值对应的第四mmc子模块编号；
6、将各个投入组的第一最大值和第一最小值分别进行排序，得到第一目标最大值、第一目标最小值及分别与所述第一目标最大值对应的第一目标mmc子模块编号、所述第一目标最小值对应的第二目标mmc子模块编号，和/或将各个切除组的第二最大值和第二最小值分别进行排序，得到第二目标最大值、第二目标最小值及分别与所述第二目标最大值对应的第三目标mmc子模块编号、所述第二目标最小值对应的第四目标mmc子模块编号；
7、当下一个控制周期需要投入新的mmc子模块充电时，选择当前控制周期切除组中第二目标最小值对应的第四目标mmc子模块编号投入，当下一个控制周期需要投入新的子模块放电时，选择当前控制周期切除组中第二目标最大值对应的第三目标mmc子模块编号投入，当下一个控制周期需要切除mmc子模块且桥臂mmc子模块电容处于充电状态时，选择当前控制周期投入组中第一目标最大值对应的第一目标mmc子模块编号切除，当下一个控制周期需要切除子模块且桥臂子模块电容处于放电状态时，选择当前控制周期投入组中最小值对应的第二目标mmc子模块编号切除。
8、第二方面，本发明提供一种mmc子模块电容电压排序系统，包括：
9、获取模块，配置为根据预先构建的某一电压检测与调理电路集合获取某一mmc系统的某一相的一个桥臂上各个mmc子模块的电压数据，其中，所述某一电压检测与调理电路集合中的某一电压检测与调理电路与某一mmc子模块并联，且所述某一电压检测与调理电路包括同相输入端分压电阻、反相输入端分压电阻、采样电阻r11、反馈电阻r12、第一滤波电容c1和第二滤波电容c2以及运算放大器、输出滤波电路；
10、设置模块，配置为获取某一ad转换模块输出的某一电压信号，并将各个ad转换模块传输的电压信号作为一个数据块保存，其中，所述某一电压信号为经由所述某一ad转换模块将所述某一电压检测与调理电路集合输出的电压数据转换得到的电压信号；
11、第一排序模块，配置为将每一个数据块中的电压信号按照当前控制周期内mmc子模块的投切状态分成投入组和/或切除组，并分别排序，得到投入组的第一最大值、第一最小值及分别与所述第一最大值对应的第一mmc子模块编号、所述第一最小值对应的第二mmc子模块编号，和/或切除组的第二最大值和第二最小值及分别与所述第二最大值对应的第三mmc子模块编号、所述第二最小值对应的第四mmc子模块编号；
12、第二排序模块，配置为将各个投入组的第一最大值和第一最小值分别进行排序，得到第一目标最大值、第一目标最小值及分别与所述第一目标最大值对应的第一目标mmc子模块编号、所述第一目标最小值对应的第二目标mmc子模块编号，和/或将各个切除组的第二最大值和第二最小值分别进行排序，得到第二目标最大值、第二目标最小值及分别与所述第二目标最大值对应的第三目标mmc子模块编号、所述第二目标最小值对应的第四目标mmc子模块编号；
13、选择模块，配置为当下一个控制周期需要投入新的mmc子模块充电时，选择当前控制周期切除组中第二目标最小值对应的第四目标mmc子模块编号投入，当下一个控制周期需要投入新的子模块放电时，选择当前控制周期切除组中第二目标最大值对应的第三目标mmc子模块编号投入，当下一个控制周期需要切除mmc子模块且桥臂mmc子模块电容处于充电状态时，选择当前控制周期投入组中第一目标最大值对应的第一目标mmc子模块编号切除，当下一个控制周期需要切除子模块且桥臂子模块电容处于放电状态时，选择当前控制周期投入组中第一目标最小值对应的第二目标mmc子模块编号切除。
14、第三方面，提供一种电子设备，其包括：至少一个处理器，以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器，其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行本发明任一实施例的mmc子模块电容电压排序方法的步骤。
15、第四方面，本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序指令被处理器执行时，使所述处理器执行本发明任一实施例的mmc子模块电容电压排序方法的步骤。
16、本技术的mmc子模块电容电压排序方法及系统，利用电压检测与调理电路替代传统方法中的电压传感器，大大降低了mmc系统的硬件成本和体积；采用子模块电容电压分组检测及分层排序的方式，提高了系统的检测速度，减少了排序工作量，提高了系统的响应速度；并且利用fpga的半定制电路特性，方便系统连线过程中的引脚配置，优化布线布局。
1.一种mmc子模块电容电压排序方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种mmc子模块电容电压排序方法，其特征在于，所述同相输入端分压电阻包括依次串联的第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3、第四电阻r4以及第五电阻r5；所述反相输入端分压电阻包括依次串联的第六电阻r6、第七电阻r7、第八电阻r8、第九电阻r9以及第十电阻r10；
3.根据权利要求2所述的一种mmc子模块电容电压排序方法，其特征在于，所述运算放大器的同相输入端与所述第五电阻r5连接，所述运算放大器的反相输入端与所述第六电阻r6连接。
4.根据权利要求2所述的一种mmc子模块电容电压排序方法，其特征在于，所述第一电阻r1与所述mmc子模块电容的正极连接，所述第十电阻r10与所述mmc子模块电容的负极连接。
5.根据权利要求2所述的一种mmc子模块电容电压排序方法，其特征在于，所述采样电阻r11与所述第一滤波电容c1并联，所述采样电阻r11与所述第一滤波电容c1并联的一端与所述运算放大器的同相输入端连接，所述采样电阻r11与第一滤波电容c1并联的另一端与所述运算放大器的工作电源负极连接。
6.根据权利要求2所述的一种mmc子模块电容电压排序方法，其特征在于，所述反馈电阻r12与所述第二滤波电容c2并联，所述反馈电阻r12与所述第二滤波电容c2并联的一端与所述运算放大器的反相输入端连接，反馈电阻r12与第二滤波电容c2并联的另一端与所述运算放大器的输出端连接。
7.根据权利要求2所述的一种mmc子模块电容电压排序方法，其特征在于，所述输出滤波电路包括串联的第十三电阻r13和第三滤波电容c3，第十三电阻r13远离所述第三滤波电容c3的一端与所述运算放大器的输出端连接，第三滤波电容c3远离所述第十三电阻r13的一端所述与运算放大器的工作电源负极连接；
8.一种mmc子模块电容电压排序系统，其特征在于，包括：
9.一种电子设备，其特征在于，包括：至少一个处理器，以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器，其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1至7任一项所述的方法。
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，所述程序被处理器执行时实现权利要求1至7任一项所述的方法。
