[发明专利]一种模块化多电平换流器的子模块电容预充电方法

权利要求书

1.一种模块化多电平换流器的子模块电容预充电方法，该方法是基于模块化多电平换流器充电装置实现的，该装置包括：直流电源(1)、电阻(2)和接触器(3)；

直流电源(1)的正极同时连接电阻(2)的一端和接触器(3)的常开触点的一端，电阻(2)的另一端和接触器(3)的常开触点的另一端同时作为模块化多电平换流器充电装置的直流电压输出端的正极，直流电源(1)的负极作为模块化多电平换流器充电装置直流电压输出端的负极；

模块化多电平换流器每相电路均包括上下两个桥臂，每个桥臂中包括n个子模块，n为正整数，每个子模块中均包括一个电容；

其特征在于，所述一种模块化多电平换流器的子模块电容预充电方法包括以下步骤：

步骤一：接通模块化多电平换流器充电装置的直流电源(1)，当模块化多电平换流器每个子模块中的电容的电压Usm均上升到能够使每个子模块供电时，执行步骤二；

步骤二：采集位于同一桥臂中所有电容的电压，并求和获得∑Usm1，然后执行步骤三；

步骤三：判断∑Usm1≥0.5Udc，是则执行步骤四，否则返回步骤二，其中Udc为直流电源(1)的电压；

步骤四：测量直流电压输出端的电压Upn，将该电压Upn与0.5Udc作差，并将获得的差值输入PI调节器，经该PI调节器处理获得每相桥臂电流的给定信号值然后执行步骤五；

步骤五：测量每相桥臂的电流icir，将该电流icir与步骤四获得的每相桥臂电流的给定信号值作差，将获得的差值输入PI调节器，获得第一直流侧输出电压参考信号值uref_pn1，将uref_pn1输入PWM调制器，获得模块化多电平换流器的驱动信号，然后执行步骤六；

步骤六：再次采集位于同一桥臂中所有电容此时的电压并求和获得∑Usm2，然后执行步骤七；

步骤七：判断∑Usm2≥Udc，是则执行步骤八，否则返回步骤四；

步骤八：闭合接触器(3)，利用模块化多电平换流器每相桥臂所允许的最大电流Imax和每相桥臂电流icir作差，将获得的差值输入PI调节器，经该PI调节器处理获得第二直流侧输出电压参考信号值uref_pn2，将uref_pn2输入PWM调制器，获得模块化多电平换流器的驱动信号，然后执行步骤九；

步骤九：再次采集位于同一桥臂中所有电容此时的电压并求和获得∑Usm3，然后执行步骤十；

步骤十：判断∑Usm3≥2Udc，是则完成充电，否则返回步骤八。

2.根据权利要求1所述的一种模块化多电平换流器的子模块电容预充电方法，其特征在于，所述模块化多电平变换器每相电路均包括上桥臂(4)、下桥臂(7)、第一电感(5)和第二电感(6)，上桥臂(4)的电压输出端连接第一电感(5)的一端，第一电感(5)的另一端连接第二电感(6)的一端，第二电感(6)的另一端连接下桥臂(7)的电压输入端，上桥臂(4)的电压输入端作为该相电路的电压输入端，下桥臂(7)的电压输出端作为该相电路的电压输出端；上桥臂(4)和下桥臂(7)的结构完全相同；

所述上桥臂(4)包括n个完全相同的子模块，n个子模块依次串联，第一个子模块的电压输入端作为上桥臂的电压输入端，第n个子模块的电压输出端作为上桥臂的电压输出端。

3.根据权利要求1或2所述的一种模块化多电平换流器的子模块电容预充电方法，其特征在于，所述每个子模块均包括：电容(8)、第一绝缘栅双极型晶体管(9)和第二绝缘栅双极型晶体管(10)，电容(8)的一端连接第一绝缘栅双极型晶体管(9)的电压输入端，电容(8)的另一端连接第二绝缘栅双极型晶体管(10)的电压输出端，第一绝缘栅双极型晶体管(9)的电压输出端连接第二绝缘栅双极型晶体管(10)的电压输入端，第二绝缘栅双极型晶体管(10)的电压输入端作为该子模块的电压输入端，第二绝缘栅双极型晶体管(10)的电压输出端作为该子模块的电压输出端。