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1、(10)申请公布号 CN 102832801 A (43)申请公布日 2012.12.19 C N 1 0 2 8 3 2 8 0 1 A *CN102832801A* (21)申请号 201210350682.X (22)申请日 2012.09.19 H02M 1/36(2007.01) (71)申请人山东大学 地址 250061 山东省济南市历下区经十路 17923号 (72)发明人王广柱 (74)专利代理机构济南圣达知识产权代理有限 公司 37221 代理人张勇 (54) 发明名称 一种模块化多电平变换器电容分组预充电的 系统及方法 (57) 摘要 本发明公开了一种模块化多电平变换器电容。
2、 的分组预充电系统，它包括至少一个模块化多电 平变换器MMC，所述模块化多电平变换器MMC的交 流侧输入端依次与串联起动限流电阻Rx、断路器 RBK1和交流电源连接，或者包括两个模块化多电 平变换器MMC，分别为第一模块化多电平变换器 MMC1和第二模块化多电平变换器MMC2，一种模块 化多电平变换器电容分组预充电方法，将两个模 块化多电平变换器MMC的半桥子模块分别分为两 组和四组，进行分组预充电，缩短了电容预充电时 间，降低了限流电阻功率损耗。该方法不需要检测 充电电流方向，不需要投入电容电压闭环控制，实 现方便，控制简单。 (51)Int.Cl. 权利要求书3页 说明书6页 附图6页 (。
3、19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 3 页 说明书 6 页 附图 6 页 1/3页 2 1.一种模块化多电平变换器电容的分组预充电系统，其特征是，它包括至少一个模块 化多电平变换器MMC，所述模块化多电平变换器MMC的交流侧输入端依次与交流侧串联起 动限流电阻Rx、交流侧断路器RBK1和交流侧电源连接，所述模块化多电平变换器包括M相 上桥臂和下桥臂，所述桥臂包括N个半桥子模块SM，N个半桥子模块SM串联与电抗器L连 接，所述半桥子模块包括上功率开关管S1和下功率开关管S2，功率开关管S1和下功率开关 管S2串联之后与电容C并联。 2.如权利要求1所述一种模块化。
4、多电平变换器电容的分组预充电系统，其特征是，所 述模块化多电平变换器包括两个模块化多电平变换器MMC，分别为第一模块化多电平变换 器MMC1和第二模块化多电平变换器MMC2，所述第一模块化多电平变换器MMC1和第二模块 化多电平变换器MMC2通过直流母线连接在一起，第一模块化多电平变换器MMC1的交流侧 输入端依次与串联起动限流电阻Rx、断路器RBK1和交流电源连接，第二模块化多电平变换 器MMC2的交流侧输出端与断路器RBK2连接。 3.基于权利要求1所述的一种模块化多电平变换器电容的分组预充电系统的一种模 块化多电平变换器电容的分组预充电方法，具体步骤为： 步骤一：对模块化多电平变换器MM。
5、C中各相上桥臂和下桥臂中的半桥子模块分组； 步骤二：闭锁所有半桥子模块的开关管S1和S2，闭合交流电源及断路器BRK1，进入不 控整流预充电阶段； 步骤三：当电容充电使所有半桥子模块SM开关管控制电源工作正常后，转入分组预充 电阶段； 步骤四：对模块化多电平变换器MMC的半桥子模块中的电容分组充电。 4.如权利要求3所述的模块化多电平变换器电容的分组预充电方法，其特征是，所述 步骤一种的具体分组方式为：设定上桥臂和下桥臂的第一个半桥子模块至第N/2个半桥子 模块为第一组，设定上桥臂和下桥臂中的第N/2+1个半桥子模块至第N个半桥子模块为第 二组，当N为奇数时采用四舍五入的方法进行取整处理。 5。
6、.如权利要求3所述的模块化多电平变换器电容的分组预充电方法，其特征是，所述 步骤四中的具体步骤为： （1）触发所述模块化多电平变换器MMC的第二组半桥子模块的下开关管S2导通，系统 对模块化多电平变换器MMC的第一组半桥子模块电容充电，当模块化多电平变换器MMC第 一组半桥子模块电容电压达到其设定值时，第一组充电完毕； （2）闭锁模块化多电平变换器MMC第二组半桥子模块的下开关管S2，触发模块化多电 平变换器MMC的第一组半桥子模块的下开关管S2导通，系统对模块化多电平变换器MMC的 第二组半桥子模块电容充电，当模块化多电平变换器MMC第二组半桥子模块电容电压达到 其设定值时，第二组也充电完毕。
7、； （3）闭锁模块化多电平变换器MMC第一组半桥子模块的下开关管S2，模块化多电平变 换器MMC的所有半桥子模块电容预充电结束。 6.基于权利要求2所述的基于一种模块化多电平变换器电容的分组预充电系统的一 种模块化多电平变换器电容的分组预充电方法，其特征是，具体步骤为： 步骤一：对第一模块化多电平变换器MMC1中各相上桥臂和下桥臂中的半桥子模块分 组； 权 利 要 求 书CN 102832801 A 2/3页 3 步骤二：对第二模块化多电平变换器MMC2中所有半桥子模块平均分组； 步骤三：闭锁所有半桥子模块的开关管S1和S2，断开断路器BRK2，闭合交流电源及断 路器BRK1，系统首先进入不控。
8、整流预充电阶段； 步骤四：当电容充电使所有半桥子模块SM开关管控制电源工作正常后，转入分组预充 电阶段； 步骤五：对第一模块化多电平变换器MMC1的半桥子模块中的电容充电； 步骤六：系统转入对第二变换器MMC2的分组预充电阶段，设MMC2的分组用K表示， K=1,2,3,4，设K的初值为1； 步骤七：对第二模块化多电平变换器MMC2的半桥子模块中的电容充电； 步骤八：令K=K+1，如果K小于等于4，则重复步骤七，否则，闭锁第二模块化多电平变换 器MMC2所有半桥子模块的下开关管S2，第二模块化多电平变换器MMC2的所有半桥子模块 电容预充电结束。 7.如权利要求6所述的一种模块化多电平变换器电。
9、容的分组预充电方法，其特征是， 所述步骤一的具体分组方式为：设定上桥臂和下桥臂的第一个半桥子模块至第N/2个半桥 子模块为第一组，设定上桥臂和下桥臂中的第N/2+1个半桥子模块至第N个半桥子模块为 第二组，当N为奇数时采用四舍五入的方法进行取整处理。 8.如权利要求6所述的一种模块化多电平变换器电容的分组预充电方法，其特征是， 所述步骤二中的具体分组方式为：设定第二模块化多电平变换器MMC2各相的第一个半桥 子模块至第N/2个半桥子模块为第一组，设定第二模块化多电平变换器MMC2各相下桥臂的 第一个半桥子模块至第N/2个半桥子模块为第二组，设定第二模块化多电平变换器MMC2的 上桥臂的第N/2。
10、+1个半桥子模块至第N个半桥子模块为第三组，设定第二模块化多电平变 换器MMC2各相下桥臂的第N/2+1个半桥子模块至第N个半桥子模块为第四组，当N为奇数 时采用四舍五入的方法进行取整处理。 9.如权利要求6所述的一种模块化多电平变换器电容的分组预充电方法，其特征是， 所述步骤五的具体步骤为： （1）触发所述第一模块化多电平变换器MMC1的第二组半桥子模块的下开关管S2导通， 系统对第一模块化多电平变换器MMC1的第一组半桥子模块电容充电，当第一模块化多电 平变换器MMC1第一组半桥子模块电容电压达到其设定值时，第一组充电完毕； （2）闭锁第一模块化多电平变换器MMC1第二组子模块的下开关管S。
11、2，触发第一模块化 多电平变换器MMC1的第一组半桥子模块的下开关管S2导通，系统对第一模块化多电平变 换器MMC1的第二组半桥子模块电容充电，当第一模块化多电平变换器MMC1第二组半桥子 模块电容电压达到其设定值时，第二组也充电完毕； （3）闭锁第一模块化多电平变换器MMC1第一组半桥子模块的下开关管S2，到此为止， 第一模块化多电平变换器MMC1的所有半桥子模块电容预充电结束。 10.如权利要求6所述的一种模块化多电平变换器电容的分组预充电方法，其特征是， 所述步骤七的具体步骤为： （1）闭锁所述第二模块化多电平变换器MMC2待充电的第K组半桥子模块的下开关管 S2，触发第二模块化多电平变。
12、换器MMC2的除了第K组以外的半桥子模块的下开关管S2导 通，系统对第二模块化多电平变换器MMC2的第K组半桥子模块电容充电，当第二模块化多 权 利 要 求 书CN 102832801 A 3/3页 4 电平变换器MMC2第K组半桥子模块电容电压达到其设定值时，第K组充电完毕； （2）系统转入对第二模块化多电平变换器MMC2的下一组半桥子模块电容充电。 权 利 要 求 书CN 102832801 A 1/6页 5 一种模块化多电平变换器电容分组预充电的系统及方法 技术领域 0001 本发明涉及一种电容分组预充电系统及方法，尤其涉及一种模块化多电平变换器 电容分组预充电的系统及方法。 背景技术 。
13、0002 模块化多电平变换器（Modular Multilevel Converter,MMC）拓扑采用级联式、模 块化构造，无需功率器件直接串联便可得到多电平的阶梯电压，具有较低的dU/dt和较低 的电压谐波含量，在中/高压大容量系统（如柔性直流输电）中具有广阔的应用前景。在应 用中，系统通常由两个三相MMC装置组成，该变换器拓扑结构如图1所示，图中，每相上桥臂 和下桥臂各有N个子模块（Sub-modular,SM）级联而成，各子模块SM为半桥结构，如图2所 示，子模块直流侧并联有相同的电容器C。 0003 在系统正常运行时，各子模块电容电压需要稳定在其额定电压附近，因此，在系统 正常运行之。
14、前，必须对子模块SM电容器C进行预充电，使电容电压达到或接近其额定电压。 电容预充电可采取自励充电方式，也可采用它励充电方式。 0004 在中国电机工程学报2009年第29卷第30期1-6页刊登的“新型多电平VSC子 模块电容参数与均压策略”一文（作者丁冠军等）提及了种简要的利用辅助电源的它励充电 方式。选取大约等于子模块额定电压的直流电压源，将其跨接于MMC变换器直流母线正负 极之间，通过控制子模块SM的投入和切除，使得子模块SM电容电压升至额定值附近。具体 实施是给各相2N个子模块的Sl关断信号，除待充电子模块以外，其余2N-1个子模块的S2 给予触发信号，如此直流电压仅加载在待充电子模块。
15、电容两端，该子模块充电，待该子模块 电容电压达到所预定值附近，即完成该了模块的充电。随后给该子模块S2触发信号，同时 下一个待充电子模块S2给予关断信号，充电对象转移，如此顺序进行，可实现各相子模块 的电容充电。但该方法需要专门的辅助充电电源和子模块控制电源，并且每次仅单个子模 块投入充电，变换器的充电时间增倍。 0005 公开号为CN101795057A的中国专利公开的无需辅助直流电源的二相模块化多 电平换流器起动方法，提出一种在无需辅助直流电源的情况下，三相模块化多电平换流器 的自励充电力法，该方法用交流系统线电压替代上文中的直流电压源，通过检测桥臂电流 流向和各子模块电容电压来控制各子模。
16、块的开关状态，完成换流器的子模块的充电。具体 过程为：通过限流电阻将交流电压引至变换器，给所有子模块上开关器件S1给予关断信 号，给所有子模块下开关器件S2给予触发信号，检测各桥臂的电流，当电流与充电方向一 致时，给待充电子模块下开关器件S2予关断信号，该子模块充电：当电流与充电方向相反 时，保持该子模块下开关器件处于关断状态，该子模块电容电压得以保持，如此反复，待子 模块电容电压达到额定时，触发导通该子模块下开关器件S2，该子模块的充电完毕，可转而 对下一个子模块进行充电，重复上述步骤，直至桥臂所有的子模块电容电压均达到额定值 附近，变换器子模块电容完成充电。但该方法在变换器各桥臂相充电过程。
17、中，每次仅单个 子模块投入充电，在同样的限流电阻下，变换器的充电时间增倍；并且，在电容充电过程中， 说 明 书CN 102832801 A 2/6页 6 还需要检测充电电流方向，控制较复杂；另外，在电容预充电之前，各子模块必须外接独立 的控制电源，才能对开关器件进行控制，因此该方法不适合于子模块控制电源通过电容电 压高位取能的供电方式。 0006 公开号为CN102170140A的中国专利公开的一种模块化多电平换流器柔性直流 输电系统的起动方法，提出了一种用于柔性直流输电的MMC起动方法，该方法采用了两电 平变换器常用的起动方法，即，首先通过限流电阻，对电容进行不控整流充电，待电容电压 稳定后。
18、，解锁开关管，旁路掉限流电阻，系统直接投入电容电压闭环控制。具体过程分为三 个阶段：第一阶段，首先闭锁所有开关管，打开限流电阻旁路开关，对两个换流站MMC子模 块电容进行不控整流充电，待电容电压稳定后，进入第二阶段，解锁换流站MMC2的开关信 号，并使其进入电容电压闭环控制，待MMC2子模块电容电压稳定后，进入第三阶段，闭合限 流电阻旁路开关，解锁换流站MMC1的开关信号，并使其进入电容电压闭环控制，待两个换 流站子模块电容电压稳定后，充电结束。虽然该方法在第一和第二阶段，由于存在限流电 阻，电流冲击并不大，但在第三阶段开始时，由于电容电压仍处于较低的临界电压附近（每 个桥臂的所有子模块电容电。
19、压之和等于交流侧电压峰值），但旁路掉限流电阻后，系统直接 投入电容电压闭环控制，在实际中仍然会产生很大的冲击电流。 发明内容 0007 本发明的目的就是为了解决上述问题，提供一种模块化多电平变换器电容的分组 预充电系统及方法，它具有大大缩短电容预充电时间、降低限流电阻功率损耗和控制简单 的优点。 0008 为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案： 0009 一种模块化多电平变换器电容的分组预充电系统，它包括至少一个模块化多电平 变换器MMC，所述模块化多电平变换器MMC的交流侧输入端依次与交流侧串联起动限流电 阻Rx、交流侧断路器RBK1和交流电源连接，所述模块化多电平变换器包括M相上桥臂和。
20、下 桥臂，所述桥臂包括N个半桥子模块SM，N个半桥子模块SM串联与电抗器L连接，所述上桥 臂的电抗器L与所述下桥臂的电抗器L相连，其连接点作为所述模块化多电平变换器MMC 交流侧一相的输入端，上桥臂的第一个半桥子模块与正直流母线连接，下桥臂的第N个半 桥子模块与负直流母线连接，所述半桥子模块包括上功率开关管S1和下功率开关管S2，上 功率开关管S1和下功率开关管S2串联之后与电容C并联。 0010 所述一种模块化多电平变换器电容的分组预充电系统，它包括两个模块化多电平 变换器MMC，分别为第一模块化多电平变换器MMC1和第二模块化多电平变换器MMC2，所述 第一模块化多电平变换器MMC1和第二。
21、模块化多电平变换器MMC2通过直流母线连接在一 起，第一模块化多电平变换器MMC1的交流侧输入端依次与串联起动限流电阻Rx、断路器 RBK1和交流电源连接，第二模块化多电平变换器MMC2的交流侧输出端与断路器RBK2连接。 0011 基于一种模块化多电平变换器电容的分组预充电系统的一种模块化多电平变换 器电容的分组预充电方法，具体步骤为： 0012 步骤一：将模块化多电平变换器MMC中各相上桥臂和下桥臂中的半桥子模块分 组，将上桥臂和下桥臂的第一个半桥子模块至第N/2个半桥子模块分为第一组，将上桥臂 和下桥臂中的第N/2+1个半桥子模块至第N个半桥子模块分为第二组，当N为奇数时采用 说 明 书。
22、CN 102832801 A 3/6页 7 四舍五入的方法进行取整处理； 0013 步骤二：闭锁所有半桥子模块的开关管S1和S2，闭合交流电源和断路器BRK1，系 统首先进入不控整流预充电阶段； 0014 步骤三：当电容充电使所有半桥子模块SM开关管控制电源工作正常后，转入分组 预充电阶段； 0015 步骤四：触发所述模块化多电平变换器MMC的第二组半桥子模块的下开关管S2导 通，系统对MMC的第一组半桥子模块电容充电，当MMC第一组半桥子模块电容电压达到其设 定值时，第一组充电完毕，此时闭锁模块化多电平变换器MMC第二组半桥子模块的下开关 管S2，触发模块化多电平变换器MMC的第一组半桥子模。
23、块的下开关管S2导通，系统对模块 化多电平变换器MMC的第二组半桥子模块电容充电，当模块化多电平变换器MMC第二组半 桥子模块电容电压达到其设定值时，第二组也充电完毕，闭锁模块化多电平变换器MMC第 一组半桥子模块的下开关管S2，模块化多电平变换器MMC1的所有半桥子模块电容预充电 结束。 0016 所述步骤四中，对多电平模块化MMC中各组的电容充电顺序能互换。 0017 基于一种模块化多电平变换器电容的分组预充电系统的一种模块化多电平变换 器电容的分组预充电方法，具体步骤为： 0018 步骤一：将第一模块化多电平变换器MMC1中各相上桥臂和下桥臂中的半桥子模 块分组，将上桥臂和下桥臂的第一个。
24、半桥子模块至第N/2个半桥子模块分为第一组，将上 桥臂和下桥臂中的第N/2+1个半桥子模块至第N个半桥子模块分为第二组； 0019 步骤二：将第二模块化多电平变换器MMC2中所有子模块平均分成四组，设定第二 模块化多电平变换器MMC2各相的第一个半桥子模块至第N/2个半桥子模块为第一组，将第 二模块化多电平变换器MMC2各相下桥臂的第一个半桥子模块至第N/2个半桥子模块分为 第二组，将第二模块化多电平变换器MMC2的上桥臂的第N/2+1个半桥子模块至第N个半桥 子模块分为第三组，将第二模块化多电平变换器MMC2各相下桥臂的第N/2+1个半桥子模块 至第N个半桥子模块分为第四组； 0020 步骤。
25、三：闭锁所有半桥子模块的开关管S1和S2，断开断路器BRK2，闭合交流电源 及断路器BRK1，系统首先进入不控整流预充电阶段； 0021 步骤四：当电容充电使所有子模块SM开关管控制电源工作正常后，转入分组预充 电阶段； 0022 步骤五：触发所述第一模块化多电平变换器MMC1的第二组半桥子模块的下开关 管S2导通，系统对第一模块化多电平变换器MMC1的第一组半桥子模块电容充电，当第一模 块化多电平变换器MMC1第一组半桥子模块电容电压达到其设定值时，第一模块化多电平 变换器MMC1的第一组充电完毕，此时闭锁第一模块化多电平变换器MMC1第二组半桥子模 块的下开关管S2，触发第一模块化多电平变。
26、换器MMC1的第一组半桥子模块的下开关管S2 导通，系统对第一模块化多电平变换器MMC1的第二组半桥子模块电容充电，当第一模块化 多电平变换器MMC1第二组半桥子模块电容电压达到其设定值时，第一模块化多电平变换 器MMC1的第二组也充电完毕，闭锁第一模块化多电平变换器MMC1第一组半桥子模块的下 开关管S2，到此为止，第一模块化多电平变换器MMC1的所有半桥子模块电容预充电结束； 0023 步骤六：系统转入所述第二模块化多电平变换器MMC2的分组预充电阶段，设MMC2 说 明 书CN 102832801 A 4/6页 8 的分组用K表示(K=1,2,3,4)，设K的初值为1； 0024 步骤七。
27、：闭锁所述第二模块化多电平变换器MMC2待充电的第K组半桥子模块的下 开关管S2，触发第二模块化多电平变换器MMC2的除了第K组以外的半桥子模块的下开关管 S2导通，系统对第二模块化多电平变换器MMC2的第K组半桥子模块电容充电，当第二模块 化多电平变换器MMC2第K组半桥子模块电容电压达到其设定值时，第二模块化多电平变换 器MMC2的第K组充电完毕，系统转入对第二模块化多电平变换器MMC2的下一组半桥子模 块电容充电； 0025 步骤八：令K=K+1，如果K小于等于4，则重复步骤七，否则，闭锁第二模块化多电平 变换器MMC2所有半桥子模块的下开关管S2，第二模块化多电平变换器MMC2的所有半。
28、桥子 模块电容预充电结束。 0026 本发明的有益效果： 0027 (1)采用分组预充电，不管变换器有几相，也不管桥臂含有多少个半桥子模块，对 于第一模块化多电平变换器的半桥子模块仅分为两组，对于第二变换器仅分为四组，大大 缩短了充电时间； 0028 (2)本发明方法，在限流电阻上电压降远小于每次仅对单个子模块充电时的电压 降，因此大大降低了限流电阻的功率； 0029 (3)不需要对充电电流方向进行检测，控制简单； 0030 (4)不需要投入电容电压闭环控制，实现方便； 0031 (5)半桥子模块控制电源可由电容电压高位取能供电，不需要外部控制电源。 附图说明 0032 图1是模块化多电平变换。
29、器拓扑结构示意图； 0033 图1a是图1的半桥子模块电路原理图； 0034 图2a是本发明的第一模块化多电平变换器预充电电容分组示意图； 0035 图2b是本发明的第二模块化多电平变换器预充电电容分组示意图； 0036 图3是具有一个变换器的电容分组预充电系统接线示意图； 0037 图4是具有两个变换器的电容分组预充电系统接线示意图； 0038 图5是本发明的电容分组预充电流程图； 0039 图6是本发明的电容分组预充电电压曲线图。 0040 其中，1.第一模块化多电平变换器，2.第二模块化多电平变换器，3.半桥子模块， 4.断路器RBK1，5.限流电阻Rx，6.交流电源，7.断路器RBK2。
30、，8.模块化多电平变换器。 具体实施方式 0041 下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。 0042 如图1所示，给出了两个模块化多电平变换器拓扑结构示意图，它包括第一模块 化多电平变换器1和第二模块化多电平变换器2，其中，每相有上/下两个桥臂，每个桥臂 由N个半桥子模块3SM与电抗器L串联而成；图1a给出了半桥子模块3的拓扑结构图，由 上/下两个带反并联二极管的功率开关管（S1和S2）与电容器C构成。S1与S2串联再与 电容器C并联。 说 明 书CN 102832801 A 5/6页 9 0043 图2a给出了本发明的第一模块化多电平变换器1MMC1电容预充电的分组示意图， 第一模块化多。
31、电平变换器1MMC1上桥臂的上半区半桥子模块3为每相上桥臂的1至N/2号 半桥子模块3，N为偶数时，上半区和下半区半桥子模块3数量相等，N为奇数时，每个桥臂 上半区和下半区半桥子模块3数相差一个，N/2可以采用截尾或四舍五入进行取整处理。第 一模块化多电平变换器1MMC1下桥臂的分组方法与上述第一模块化多电平变换器1MMC1上 桥臂的分组方法相同，第一模块化多电平变换器1MMC 1电容预充电共分为两组，两个分组 顺序任意。本实施例采用：将第一模块化多电平变换器1MMC1上桥臂和下桥臂的上半区半 桥子模块3作为第一模块化多电平变换器1MMC1电容预充电的第一组，并对第一组同时进 行预充电，将第一。
32、模块化多电平变换器1MMC1上桥臂和下桥臂的下半区半桥子模块3电容 作为第一模块化多电平变换器1MMC1电容预充电的第二组，并对第二组同时进行预充电。 0044 图2b给出了本发明的第二模块化多电平变换器2MMC2电容预充电的分组示意图， 第二模块化多电平变换器2MMC2上桥臂的上半区半桥子模块3为每相上桥臂的1至N/2个 半桥子模块3，第二模块化多电平变换器2上桥臂的下半区子模块为每相上桥臂的N/2+1至 N个半桥子模块，N为偶数时，上半区和下半区半桥子模块3数量相等，N为奇数时，每个桥 臂上半区和下半区半桥子模块3数相差一个，N/2可以采用截尾或四舍五入进行取整处理。 第二模块化多电平变换。
33、器2MMC2下桥臂的分组方法与上述第二模块化多电平变换器2MMC2 上桥臂的分组方法相同。第二模块化多电平变换器2MMC2电容预充电共分为四组，四个分 组顺序任意。本实施例采用：将第二模块化多电平变换器2MMC2上桥臂的上半区半桥子模 块3作为第二模块化多电平变换器2MMC2电容预充电的第一组，将第二模块化多电平变换 器2MMC2下桥臂的上半区半桥子模块3作为第二模块化多电平变换器2MMC2电容预充电的 第二组，将第二模块化多电平变换器2MMC2上桥臂的下半区半桥子模块3作为第二模块化 多电平变换器2MMC2电容预充电的第三组，将第二模块化多电平变换器2MMC2下桥臂的下 半区半桥子模块3作为。
34、第二模块化多电平变换器2MMC2电容预充电的第四组。 0045 图3给出了含有一个模块化多电平变换器8MMC的电容预充电系统接线示意图，图 中模块化多电平变换器8MMC交流侧通过限流电阻Rx5及断路器RBK14与交流电源6相连。 0046 图4给出了含有两端模块化多电平变换器8的电容预充电系统接线示意图，图中 第一模块化多电平变换器1MMC1交流侧通过限流电阻Rx5及断路器RBK14与交流电源6相 连，第二模块化多电平变换器2MMC2交流侧断路器RBK27在电容预充电过程中始终断开，第 一模块化多电平变换器1MMC1与第二模块化多电平变换器2MMC2通过两条直流母线相连。 0047 图5给出了。
35、是本发明的模块化多电平变换器8电容分组预充电方法流程图。对于 图4的两个模块化多电平变换器8的电容预充电步骤具体实施如下： 0048 （1）闭锁所有半桥子模块3的开关管S1和S2，断开断路器BRK27，闭合交流电源6 和断路器BRK14，系统首先进入不控整流预充电阶段； 0049 （2）当电容充电使所有半桥子模块3SM控制电源工作正常后，转入分组预充电阶 段； 0050 （3）触发所述第一模块化多电平变换器1MMC1的第二组半桥子模块3的下开关管 S2导通，系统对第一模块化多电平变换器1MMC1的第一组半桥子模块3电容充电，当第一 模块化多电平变换器1MMC1第一组半桥子模块3电容电压达到其设。
36、定值时，第一组充电结 束，此时闭锁第一模块化多电平变换器1MMC1第二组半桥子模块3的下开关管S2，触发变 说 明 书CN 102832801 A 6/6页 10 换器第一模块化多电平变换器1MMC1的第一组半桥子模块3的下开关管S2导通，系统对第 一模块化多电平变换器1MMC1的第二组半桥子模块3电容充电，当第一模块化多电平变换 器1第二组半桥子模块3电容电压达到其设定值时，第二组充电结束，闭锁第一模块化多电 平变换器1MMC1第一组半桥子模块3的下开关管S2，到此为止，第一模块化多电平变换器 1MMC1的所有半桥子模块3电容预充电结束； 0051 （4）系统转入所述第二模块化多电平变换器2。
37、MMC2的分组预充电阶段，设第二模 块化多电平变换器2MMC2的分组用K表示(K=1,2,3,4)，设K的初值为1； 0052 （5）闭锁第二模块化多电平变换器2MMC2待充电的第K组半桥子模块3的下开关 管S2，触发第二模块化多电平变换器2MMC2的除了第K组以外的半桥子模块3的下开关管 S2导通，系统对第二模块化多电平变换器2MMC2的第K组半桥子模块3电容充电，当第二模 块化多电平变换器2MMC2第K组半桥子模块3电容电压达到其设定值时，第K组充电完毕， 系统转入对第二模块化多电平变换器2MMC2的下一组半桥子模块3电容充电； 0053 （6）令K=K+1，如果K小于等于4，则重复步骤（。
38、5），否则，闭锁第二模块化多电平变 换器2MMC2所有半桥子模块3的下开关管S 2，第二模块化多电平变换器2MMC2的所有半桥 子模块3电容预充电结束。 0054 上述步骤（3）中第一模块化多电平变换器1MMC1的各组之间的充电顺序可以互 换。 0055 上述步骤（4）至（6）中第二模块化多电平变换器2MMC2的各组之间的充电顺序可 以互换。 0056 对于图3给出的只有一个模块化多电平变换器8MMC，则忽略上述步骤的（4）至 （6）。 0057 当模块化多电平变换器的所有子模块电容预充电结束后，在系统投入正常运行之 前，需要将所述限流电阻6Rx短路掉。 0058 图6给出了是本发明的电容分组。
39、预充电方法的充电电压波形图。 0059 上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范 围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不 需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。 说 明 书CN 102832801 A 10 1/6页 11 图1 图1a 说 明 书 附 图CN 102832801 A 11 2/6页 12 图2a 说 明 书 附 图CN 102832801 A 12 3/6页 13 图2b 说 明 书 附 图CN 102832801 A 13 4/6页 14 图3 图4 说 明 书 附 图CN 102832801 A 14 5/6页 15 图5 说 明 书 附 图CN 102832801 A 15 6/6页 16 图6 说 明 书 附 图CN 102832801 A 16 。