CN117040082B - M3c换流器桥臂非侵入式预充电方法、装置、设备及介质 - Google Patents
M3c换流器桥臂非侵入式预充电方法、装置、设备及介质 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及海上风电换流站运行控制技术领域，尤其涉及一种M3C换流器桥臂非侵入式预充电方法、装置、设备及介质，包括：获取待充电桥臂子模块额定参数和交流源电压等级；计算单批次进行预充电的子模块个数；构建桥臂预充电等效电路，以限制最大充电电流为目标，计算缓冲限流电阻；搭建预充电电路，当电源接通时，将桥臂所有子模块处于闭锁状态；当检测到所有子模块电容电压之和达到可控充电触发阈值，进入可控充电，将桥臂子模块分组，依次触发待充电组子模块闭锁，其他子模块零投入；当检测到所有子模块电容电压均达到额定值，触发所有桥臂子模块闭锁，完成桥臂子模块预充电过程。本发明中不改变桥臂电路结构，提高了桥臂预充电过程的效率。
Description
技术领域
本发明涉及海上风电换流站运行控制技术领域，尤其涉及一种M3C换流器桥臂非侵入式预充电方法、装置、设备及介质。
背景技术
M3C（modular multilevel matrix converter，模块化多电平矩阵式换流器）是基于MMC（Modular multilevel converter，模块化多电平变换器）技术，具有高电能质量、高可靠性、高可控性和易拓展性等一系列技术优势，被广泛认为是下一代的高电压大功率AC/AC（交流变交流）变换器在分频输电系统中有着广阔的应用前景。由于M3C换流器的功率模块单元由全桥子模块与直流电容构成，因此在正常运行前，需要对子模块中的直流电容进行充电，这也被称为预充电过程。预充电过程作为M3C换流器运行前的重要部分，其对换流器的运维检测方面有着重要意义。
近年来，国内外学者对MMC预充电方法进行了相关研究，根据IGBT（InsulatedGate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管）状态是否可控，充电阶段可分为不可控充电阶段与可控充电阶段。在充电进入可控阶段时，一些研究采用直接解锁双闭环控制，这时子模块数将会突降直接造成直流母线电压侧电压跌落的问题，同时充电回路会产生较大冲击电流损坏设备。而且这种单纯的对子模块定时间或定频率的投切方式，对相间电压均压、直流电压等方面的控制也相对较弱，在充电后期易出现桥臂子模块电容电压无法充至额定值、充电时间较长等问题。
有学者通过采用串联限幅电阻的方式来达到抑制冲击电流的目的，虽取得一定抑制效果，但电阻取值应根据实际工况选取，取值难度大，也有学者利用网侧电压对子模块电容进行充电，解锁控制时采用双闭环矢量逻辑控制策略，虽解决了换流站子模块充电问题，但是子模块充电不均衡，且易出现故障现象。因此，需对工频侧和低频侧充电过程进行深入研究。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明提供了一种M3C换流器桥臂非侵入式预充电方法、装置、设备及介质，从而有效解决背景技术中的问题。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种M3C换流器桥臂非侵入式预充电方法，包括如下步骤：
获取待充电桥臂子模块额定参数和交流源电压等级；
根据所述额定参数和交流源电压等级，计算单批次进行预充电的子模块个数；
根据所述额定参数、交流源电压等级和单批次进行预充电的子模块个数，构建桥臂预充电等效电路，以限制最大充电电流为目标，计算缓冲限流电阻；
搭建预充电电路，当电源接通时，先进行桥臂不控充电过程，将桥臂所有子模块处于闭锁状态；
当检测到所有子模块电容电压之和达到可控充电触发阈值，进入可控充电阶段，将桥臂子模块分组，当充电组别的子模块电容电压达到额定值进行更换待充电组别，依次触发待充电组子模块闭锁，其他子模块零投入，所述零投入为其他子模块都处于非投入状态；
当检测到所有子模块电容电压均达到额定值，触发所有桥臂子模块闭锁，完成桥臂子模块预充电过程。
进一步地，所述单批次进行预充电的子模块个数包括：/>
式中，为交流源额定线电压，/>为子模块电容额定电压。
进一步地，所述最大充电电流限制包括：/>
计算得到缓冲限流电阻约束包括：/>
式中，为交流侧线电压峰值；/>，/>为限流电阻；等效电抗为，等效电感 />，等效电容/> 为充电电流允许的最大值。
进一步地，所述进入可控充电阶段判断阈值包括：
式中，为单批次进行预充电的子模块个数；/>为子模块电容额定电压。
进一步地，所述将桥臂子模块分组时，包括如下约束：
式中，可控充电过程每个充电组允许的最大子模块个数；/>为交流源额定线电压；/>为子模块电容额定电压；MOD为求余函数；/>为单批次进行预充电的子模块个数。
进一步地，触发所述子模块状态包括：
闭锁状态：S1、S2、S3和S4处于关断状态；
零投入状态：S1和S3处于导通状态，S2和S4处于关断状态；或者S1和S3处于关断状态，S2和S4处于导通状态；
其中，S1-S4代表桥臂子模块四个IGBT。
进一步地，所述的桥臂子模块预充电过程完成后，获取桥臂所有子模块电容电压信号，判断所有子模块电容电压是否达到额定电压；若是，则断开交流电压源，且触发所有桥臂子模块闭锁。
本发明还包括一种M3C换流器桥臂非侵入式预充电装置，使用如上述的方法，包括：
获取模块，所述获取模块用于获取待充电桥臂子模块额定参数和交流源电压等级；
子模块个数计算模块，所述子模块个数计算模块用于根据所述额定参数和交流源电压等级，计算单批次进行预充电的子模块个数；
缓冲限流电阻模块，所述缓冲限流电阻模块用于根据所述额定参数、交流源电压等级和单批次进行预充电的子模块个数，构建桥臂预充电等效电路，以限制最大充电电流为目标，计算缓冲限流电阻；
检测模块，所述检测模块用于检测子模块的电容电压；
桥臂控制系统模块，所述桥臂控制系统模块用于根据检测到的子模块电容电压，控制触发子模块的状态。
本发明还包括一种计算机设备，包括存储器、处理器及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时，实现如上述的方法。
本发明还包括一种存储介质，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如上述的方法。
本发明的有益效果为：本发明通过首先获取待充电桥臂子模块额定参数和交流源电压等级，计算单批次进行预充电的子模块个数和预充电缓冲限流电阻；将M3C桥臂预充电过程分为两个阶段，通过M3C换流器的控制系统参与桥臂的预充电过程，控制子模块状态，实现低电源电压M3C桥臂预充电，桥臂子模块电容电压阶梯性提升，解决了桥臂直接预充电充电电压过高、子模块电容电压难以达到额定值的问题，同时整个预充电过程为批量非侵入式，不改变桥臂电路结构，提高了桥臂预充电过程的效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为实施例1中方法的流程图；
图2为实施例1中装置的结构示意图；
图3为实施例2中桥臂预充电总体流程图；
图4为实施例2中充电回路等效电路；
图5为实施例2中低压交流源桥臂预充电仿真模型；
图6为实施例2中不控充电阶段子模块电流通路；
图7为实施例2中可控充电阶段控制流程图；
图8为实施例2中不控预充电过程中子模块电容电压波形；
图9为实施例2中不控预充电过程中桥臂电流波形；
图10为实施例2中可控预充电过程中子模块电容电压；
图11为实施例2中可控预充电过程中桥臂电流波形；
图12为计算机设备的结构示意图；
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例1：
如图1所示：一种M3C换流器桥臂非侵入式预充电方法，包括如下步骤：
获取待充电桥臂子模块额定参数和交流源电压等级；
根据额定参数和交流源电压等级，计算单批次进行预充电的子模块个数；
根据额定参数、交流源电压等级和单批次进行预充电的子模块个数，构建桥臂预充电等效电路，以限制最大充电电流为目标，计算缓冲限流电阻；
搭建预充电电路，当电源接通时，先进行桥臂不控充电过程，将桥臂所有子模块处于闭锁状态；
当检测到所有子模块电容电压之和达到可控充电触发阈值，进入可控充电阶段，将桥臂子模块分组，当充电组别的子模块电容电压达到额定值进行更换待充电组别，依次触发待充电组子模块闭锁，其他子模块零投入，零投入为其他子模块都处于非投入状态；
当检测到所有子模块电容电压均达到额定值，触发所有桥臂子模块闭锁，完成桥臂子模块预充电过程。
通过首先获取待充电桥臂子模块额定参数和交流源电压等级，计算单批次进行预充电的子模块个数和预充电缓冲限流电阻；将M3C桥臂预充电过程分为两个阶段，通过M3C换流器的控制系统参与桥臂的预充电过程，控制子模块状态，实现低电源电压M3C桥臂预充电，桥臂子模块电容电压阶梯性提升，解决了桥臂直接预充电充电电压过高、子模块电容电压难以达到额定值的问题，同时整个预充电过程为批量非侵入式，不改变桥臂电路结构，提高了桥臂预充电过程的效率。
在本实施例中，单批次进行预充电的子模块个数包括：/>
式中，为交流源额定线电压，/>为子模块电容额定电压。
最大充电电流限制包括：/>
计算得到缓冲限流电阻约束包括：/>
式中，为交流侧线电压峰值；/>，/>为限流电阻；等效电抗为，等效电感 />，等效电容/>；/>为充电电流允许的最大值。
进入可控充电阶段判断阈值包括：/>
式中，为单批次进行预充电的子模块个数；/>为子模块电容额定电压。
将桥臂子模块分组时，包括如下约束：
式中，可控充电过程每个充电组允许的最大子模块个数；/>为交流源额定线电压；/>为子模块电容额定电压；MOD为求余函数；/>为单批次进行预充电的子模块个数。
触发子模块状态如表1所示：
表1：子模块状态表
;
表1中，S1-S4代表桥臂子模块四个IGBT；0和1代表相应IGBT关断和导通状态。
桥臂子模块预充电过程完成后，获取桥臂所有子模块电容电压信号，判断所有子模块电容电压是否达到额定电压；若是，则断开交流电压源，且触发所有桥臂子模块闭锁。
如图2所示，本实施例中还包括一种M3C换流器桥臂非侵入式预充电装置，使用如上述的方法，包括：
获取模块，获取模块用于获取待充电桥臂子模块额定参数和交流源电压等级；
子模块个数计算模块，子模块个数计算模块用于根据额定参数和交流源电压等级，计算单批次进行预充电的子模块个数；
缓冲限流电阻模块，缓冲限流电阻模块用于根据额定参数、交流源电压等级和单批次进行预充电的子模块个数，构建桥臂预充电等效电路，以限制最大充电电流为目标，计算缓冲限流电阻；
检测模块，检测模块用于检测子模块的电容电压；
桥臂控制系统模块，桥臂控制系统模块用于根据检测到的子模块电容电压，控制触发子模块的状态。
实施例2：
如图3所示，本发明实施例提供了一种基于低压交流源的M3C换流器桥臂批量非侵入式预充电方法，包括以下步骤：
1、获取待充电桥臂子模块额定参数和交流源电压等级；
在实施时，可以通过查找M3C换流器参数表和电源所接电网电压等级确定。
2、根据待充电桥臂子模块额定参数和交流源电压等级计算单批次进行预充电的子模块个数；
在实施时，预充电的子模块个数计算过程为：
直接在M3C换流器桥臂两端接交流源进行预充电时，所有子模块电容电压同步上升，达到额定电压所需的充电电压为：
(1);
其中为交流电源线电压，/>为桥臂子模块个数，/>为子模块电容额定电压。由于M3C换流器子模块众多，换流器开关器件耐压水平限制，可知高压源直接预充电方法无法使所有子模块电容电压达到额定电压。
参考柔性直流输电技术，实际工程中子模块电容达到其30%额定电压时已能对子模块进行触发控制，因此在子模块电容电压达到30%额定电压时将控制系统投入，利用控制系统分批次实现电容充电过程，此时充电电压只需使子模块电容电压达到控制系统投入阈值即可。已知交流电压，则单批次进行预充电的子模块个数/>可得：
(2);
3、根据以上数据构建桥臂预充电等效电路，以限制最大充电电流为目标，计算缓冲限流电阻 ；
在实施时，桥臂预充电等效电路和缓冲限流电阻计算过程为：
充电电阻是连接工频充电电源和待充电桥臂的缓冲电阻，M3C桥臂预充电电路为一个单相不控整流电路，为削弱交流线路合闸时产生的冲击电流，应在交流侧接入限流电阻，当充电电流稳定后，为避免影响充电效率造成电路损耗应及时将其切除。充电回路可等效为一个RLC电路，其等效电路如图4所示。其中U a、U b为工频交流电源电压，L eq、R eq、C eq分别为充电回路等效电感、电容以及电阻。
充电电流最大值产生于合闸后线电压的第一个周波内，最大充电电流为：
(3);
式中为交流侧线电压峰值；/>，/>为限流电阻;等效电抗为，等效电感 />，等效电容/>。/>为充电电流允许的最大值，实际工程中一般要求/>小于50A。根据系统给定可承受最大充电电流值，反推公式（3）即可得限流电阻值大小。
(4);
4、基于上述步骤得到的预充电电路主要参数搭建预充电电路，电源接通后，首先进行桥臂不控充电，所有子模块处于闭锁状态；
搭建预充电电路拓扑图如图5所示。电源接通后，子模块电容初始电压为零，交流电源在桥臂两端形成充电回路，子模块电流通路如图6所示。在充电过程中，子模块处于闭锁状态，子模块上四个IGBT全部处于截止状态，当充电电压为正时，电流通路从S1上反并联二极管流入，正向流经电容充电，然后从S4上反并联二极管流出；当充电电压为负时，电流通路从S3上反并联二极管流入，仍然实现正向流经电容充电，然后从S2上反并联二极管流出。在电源电压一个周期内，无论电压为正或负，子模块上电容均处于正向电流充电过程。
5、检测到所有电容电压之和达到可控充电触发阈值，进入可控充电阶段，将桥臂子模块分组，控制系统依次触发待充电组子模块闭锁，其他子模块零投入；
当子模块电容电压逐渐升高，不控充电阶段结束的子模块电容电压判断标准为：
(5);
当所有电容电压之和达到可控充电阈值，进入可控充电阶段。将一部分子模块转变为零投入状态，零投入状态的子模块充电电流直接通过导通状态的IGBT和反并联二极管形成通路，同时子模块电容由于两端没有电流通路，因此在零投入状态电容电压保持不变；而另一部分子模块仍然保持闭锁状态，由于零投入部分子模块两端电压降为零，因此闭锁部分子模块两端电压高于此时闭锁子模块电容电压之和，闭锁子模块电容实现充电过程，电容电压升高。
通过2步骤已知待充电桥臂子模块数量，为了使子模块电容电压达到额定值，可控充电过程每个充电组允许的最大子模块个数可通过下式计算：
(6);
按上式计算的子模块个数将待充电桥臂分为多个充电组，控制子模块的开关状态，对这些充电组轮流进行周期性充电，可控充电流程如图7所示，实现桥臂子模块电容电压阶梯性提升，最终达到额定电压。
6、检测到所有子模块电容电压均达到额定值，控制系统触发所有桥臂子模块闭锁，完成桥臂子模块预充电过程。
桥臂子模块预充电过程完成后，获取桥臂所有子模块电容电压信号，判断所有子模块电容电压是否达到额定电压；若是，则断开交流电压源，且控制系统触发所有桥臂子模块闭锁。
为了验证本发明实施例所提出的M3C换流器桥臂批量非侵入式预充电方法的正确性及有效性，在PSCAD仿真平台上搭建10kV低压交流源桥臂预充电仿真模型，说明该桥臂预充电方法的有效性，仿真模型结构如图5所示，仿真参数如表2所示。
表2、低压交流源桥臂预充电仿真模型参数
;
由表2可知=10kV，/>=2.3kV，则：/>
单批次进行预充电的子模块个数可取10个；
，/>。则：
限流电阻可取200/>。
不控充电阶段结束的子模块电容电压判断标准。
可控充电阶段可闭锁的最大子模块个数为：；
总充电子模块个数为10个，则取2个。
仿真结果如图8-11所示。在不控充电阶段，随着电容电压上升，桥臂电流在不控充电阶段逐渐减小直到电容电压不在上升，此时所有子模块电容均充电达到0.7kV左右，桥臂不控预充电过程中子模块电容电压和桥臂电流波形如图8-9所示。随后进入可控充电阶段，在可控充电阶段每个充电周期中，每组子模块电容依次充电，桥臂电流每一个尖峰周期对应每组子模块电容充电过程，最后依次达到子模块额定电容电压，所有子模块闭锁，桥臂预充电完成。桥臂可控预充电过程中子模块电容电压和桥臂电流波形如图10-11所示。
从上述一系列仿真结果可以看出，该预充电方法可以实现M3C桥臂预充电过程，桥臂子模块电容电压阶梯性提升并达到额定值，提高了桥臂预充电过程的效率。验证了本发明所提出的基于低压交流源的M3C换流器桥臂批量非侵入式预充电方法的正确性和有效性。
请参见图12示出的本申请实施例提供的计算机设备的结构示意图。本申请实施例提供的一种计算机设备400，包括：处理器410和存储器420，存储器420存储有处理器410可执行的计算机程序，计算机程序被处理器410执行时执行如上的方法。
本申请实施例还提供了一种存储介质430，该存储介质430上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器410运行时执行如上的方法。
其中，存储介质430可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory,简称SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory,简称EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(Erasable Programmable Read Only Memory,简称EPROM)，可编程只读存储器(Programmable Red-Only Memory,简称PROM)，只读存储器(Read-Only Memory,简称ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。
在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备（如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统）使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例（非穷尽性列表）包括以下：具有一个或多个布线的电连接部（电子装置），便携式计算机盘盒（磁装置），随机存取存储器（RAM），只读存储器（ROM），可擦除可编辑只读存储器（EPROM或闪速存储器），光纤装置，以及便携式光盘只读存储器（CDROM）。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列（PGA），现场可编程门阵列（FPGA）等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (6)
1.一种M3C换流器桥臂非侵入式预充电方法，其特征在于，包括如下步骤：
获取待充电桥臂子模块额定参数和交流源电压等级；
根据所述额定参数和交流源电压等级，计算单批次进行预充电的子模块个数；
根据所述额定参数、交流源电压等级和单批次进行预充电的子模块个数，构建桥臂预充电等效电路，以限制最大充电电流为目标，计算缓冲限流电阻；
搭建预充电电路，当电源接通时，先进行桥臂不控充电过程，将桥臂所有子模块处于闭锁状态；
当检测到所有子模块电容电压之和达到可控充电触发阈值，进入可控充电阶段，将桥臂子模块分组，当充电组别的子模块电容电压达到额定值进行更换待充电组别，依次触发待充电组子模块闭锁，其他子模块零投入，所述零投入为其他子模块都处于非投入状态；
当检测到所有子模块电容电压均达到额定值，触发所有桥臂子模块闭锁，完成桥臂子模块预充电过程；
所述单批次进行预充电的子模块个数包括：
式中，为交流源额定线电压，/>为子模块电容额定电压；
所述最大充电电流限制包括：
计算得到缓冲限流电阻约束包括：
式中，为交流侧线电压峰值；/>，/>为限流电阻；等效电抗为，等效电感 />，等效电容/>；/>为充电电流允许的最大值；
所述进入可控充电阶段判断阈值包括：
式中，为单批次进行预充电的子模块个数；/>为子模块电容额定电压；
所述将桥臂子模块分组时，包括如下约束：
式中，可控充电过程每个充电组允许的最大子模块个数；/>为交流源额定线电压；/>为子模块电容额定电压；MOD为求余函数；/>为单批次进行预充电的子模块个数。
2.根据权利要求1所述的M3C换流器桥臂非侵入式预充电方法，其特征在于，触发所述子模块状态包括：
闭锁状态：S1、S2、S3和S4处于关断状态；
零投入状态：S1和S3处于导通状态，S2和S4处于关断状态；或者S1和S3处于关断状态，S2和S4处于导通状态；
其中，S1-S4代表桥臂子模块四个IGBT。
3.根据权利要求1所述的M3C换流器桥臂非侵入式预充电方法，其特征在于，所述的桥臂子模块预充电过程完成后，获取桥臂所有子模块电容电压信号，判断所有子模块电容电压是否达到额定电压；若是，则断开交流电压源，且触发所有桥臂子模块闭锁。
4.一种M3C换流器桥臂非侵入式预充电装置，其特征在于，使用如权利要求1至3中任一项所述的方法，包括：
获取模块，所述获取模块用于获取待充电桥臂子模块额定参数和交流源电压等级；
子模块个数计算模块，所述子模块个数计算模块用于根据所述额定参数和交流源电压等级，计算单批次进行预充电的子模块个数；
缓冲限流电阻模块，所述缓冲限流电阻模块用于根据所述额定参数、交流源电压等级和单批次进行预充电的子模块个数，构建桥臂预充电等效电路，以限制最大充电电流为目标，计算缓冲限流电阻；
检测模块，所述检测模块用于检测子模块的电容电压；
桥臂控制系统模块，所述桥臂控制系统模块用于根据检测到的子模块电容电压，控制触发子模块的状态。
5.一种计算机设备，包括存储器、处理器及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时，实现如权利要求1-3中任一项所述的方法。
6.一种存储介质，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如权利要求1-3中任一项所述的方法。
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