实现双极性直流母线电压独立控制的拓扑结构与系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种实现双极性直流母线电压独立控制的拓扑结构与系统，三电平变换器拓扑包括T型三电平变换器与单相不平衡桥臂；控制系统分为T型三电平实现正负直流母线电压控制，单相不平衡桥臂实现负直流母线电压控制，从而完成双极性直流母线电压独立控制，同时该独立控制对直流负载不平衡情况具有较强抗干扰性。本实用新型专利技术简便、高效、易于数值化实现，使利用三电平变换器的双极性直流母线系统高效稳定运行，极大拓展了三电平变换器与双极性直流母线结构应用场合。

Topology and system for independent voltage control of bipolar DC bus

The utility model discloses a realization of independent control of bipolar DC bus voltage and system topology, three level converter topology including T three level converter and single-phase unbalanced bridge arm; control system is divided into T type three level to achieve positive and negative DC bus voltage control, single phase unbalanced DC bridge is negative the bus voltage control, thus completing the bipolar DC bus voltage control independently, the independent control of DC load imbalance has strong anti-interference. The utility model is simple, efficient and easy to be numerically implemented, making the bipolar DC bus system using the three level converter run efficiently and stably, which greatly expands the application of the three level converter and the bipolar DC bus structure.

【技术实现步骤摘要】
实现双极性直流母线电压独立控制的拓扑结构与系统
本技术属于电力电子领域，尤其涉及一种实现双极性直流母线电压独立控制的拓扑结构与系统。
技术介绍
双极性直流母线结构的T型三电平变换器具有谐波小、开关损耗低、电磁干扰小、功率损耗均匀等优点，适合并已广泛应用于高压直流输电、分布式发电、微电网、电动汽车充电领域的交直流变换场所。利用三电平变换器固有的分裂电容直接产生双极性直流母线，结构简单、体积小、成本低，是国内外学术界及工业界的研究热点。然而，使得双极性直流母线结构的三电平变换器适应性差，难以满足多样的电压等级与复杂负载类型，迫切需要解决基于T型三电平变换器的双极性母线电压独立控制。由于直流母线电压不对称与负载不平衡互相耦合，使得双极性直流母线负载不平衡时，尤其是某一母线空载，另一母线带载而产生极端不平衡时，难以精确控制双极性直流母线电压。因此改进或者提出新的变换器拓扑及控制方法是实现T型三电平变换器双极性直流母线独立控制且稳定运行的关键。
技术实现思路
本技术为了解决上述问题，提出了一种实现双极性直流母线电压独立控制的拓扑结构与系统，本技术考虑极端不平衡负载情况设计控制系统，独立精确控制双极性直本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种实现双极性直流母线电压独立控制的拓扑结构，其特征是：包括T型三电平变换器与单相不平衡桥臂，T型三电平变换器包括并联的三相桥臂，每相桥臂包括两个串联的IGBT管，各相桥臂的中点一侧串联两个方向不同的IGBT管，另一侧经滤波器与电网连接；直流母线之间串联两个分裂的直流母线电容，直流母线与电容中点构成双极性直流母线，两个电容中点连接各相桥臂的两个方向不同IGBT管的一端，各个IGBT管均由控制电路驱动，两个分裂的直流母线电容分别并联两个不平衡的负载，正负直流母线之间设置有单相不平衡桥臂，桥臂由两个串联的IGBT管组成，桥臂中点经过不平衡电感后接电容中点。

【技术特征摘要】
1.一种实现双极性直流母线电压独立控制的拓扑结构，其特征是：包括T型三电平变换器与单相不平衡桥臂，T型三电平变换器包括并联的三相桥臂，每相桥臂包括两个串联的IGBT管，各相桥臂的中点一侧串联两个方向不同的IGBT管，另一侧经滤波器与电网连接；直流母线之间串联两个分裂的直流母线电容，直流母线与电容中点构成双极性直流母线，两个电容中点连接各相桥臂的两个方向不同IGBT管的一端，各个IGBT管均由控制电路驱动，两个分裂的直流母线电容分别并联两个不平衡的负载，正负直流母线之间设置有单相不平衡桥臂，桥臂由两个串联的IGBT管组成，桥臂中点经过不平衡电感后接电容中点。2.如权利要求1所述的一种实现双极性直流母线电压独立控制的拓扑结构，其特征是：所述滤波器为滤波电感。3.一种实现双极性直流母线电压独立控制系统，其特征是：具有控制器，包括T型三电平变换器控制模块与单相不平衡桥臂控制模块，所述T型三电平变换器控制模块，被配置为确保整流或逆变过程单位功率因数下运行，调节双极性直流母线总电压；单相不平衡桥臂控制模块被配置为调节负直流母线电压，实现双极性直流母线电压独立控制。4.如权利要求3所述的一种实现双极性直流母线电压独立控制系统，其特征是：所述单相不平衡桥臂控制模块使正负直流母线具有完全带载能力，其中某一母线可空载，另一母线带载产生极端不平衡状态下仍能稳定运行。5.如权利要求3所述的一种实现双极性直流母线电压独立控制系统，其特征是：所述控制器接收不平衡...

【专利技术属性】
技术研发人员：张承慧，丁文龙，段彬，刘家君，邱涵，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：新型
国别省市：山东,37