The invention discloses a modularized solid state transformer based on distributed high-frequency transformation and its control method, including multiple cascaded modules, each module including two sub converters SCi1 and SCi2, high-frequency transformer and auxiliary inductor Li, wherein I represents the I module. The sub converter is composed of four power sub modules. The structure of the power sub module can be a half bridge structure and a full bridge structure. Each half bridge structure consists of a capacitor, two IGBT and diodes that are parallel to IGBT. Each full bridge structure includes a capacitor, four IGBT and diodes that are parallel to IGBT. The input end of the transformer is high voltage, and multiple modules are used as input terminals after series connection. The output terminal of the transformer is low voltage and multiple modules are connected as output terminals. The invention can control the direction of the current ihi1 by controlling the output voltage Vhi2 of the output voltage Vhi1 and SCi2 of SCi1, that is, the control of power flow and the transformation and isolation of voltage.
【技术实现步骤摘要】
基于分布式高频变换的模块化固态变压器及其控制方法
本专利技术涉及一种基于分布式高频变换的模块化固态变压器,适用于高压到低压双向变换的应用场合。
技术介绍
由于新能源的大力开发利用与电力电子技术的发展及能源互联网的推动,直流电网技术发展迅速。现有研究表明,直流电网技术是解决跨区域、大范围电力传输及分配、大规模广域分布式新能源开发和利用等问题的有效途径,可极大缓解大电网与分布式能源之间的矛盾,充分发挥分布式能源的效益。发展直流电网已得到世界各国专家及学者的广泛关注与认可。目前,国内外在高压直流电网方面的研究集中于柔性直流输电技术的开发及其在大规模可再生能源接入、非同步电网互联、多端直流电网的应用研究,当前,国内外也有多个柔性直流输电的实际工程投入运行。在低压直流电网方面,世界范围内也有多种应用于不同场景的小型直流电网实验或示范项目建成。随着直流电网的快速发展,作为高压直流电网和低压直流电网的联接枢纽、配电环节和过渡网络,中压直流电网的研究与应用也吸引了国内外专家、学者广泛的关注。高压、中压、低压直流电网的互联是直流电网发展的必然趋势。而作为柔性直流电网互联的关键运行设备—固态变压器(SolidStateTransformer,SST)应具备:大功率、全隔离、高低压输入输出等功能。传统的低压小容量DC/DC变换器已经研究的比较成熟,可以应用在低压直流微网中直流负荷,分布式电源等的接入。SST作为柔性直流配网中的关键环节,不仅实现不同交流、直流电压等级的变换,还实现高低压直流配电网的隔离和功率的灵活控制。进一步的,由于SST普遍采用高速电力电子器件、高频变压器和模 ...
【技术保护点】
一种基于分布式高频变换的模块化固态变压器,其特征在于,包括多个级联的模块,每个模块包括两个子变换器;第一子变换器依次通过辅助电感、高频变压器与第二子变换器连接;所述两个子变换器均包括四个功率子模块,其中两个功率子模块串联后,与另外两个串联的功率子模块并联。
【技术特征摘要】
1.一种基于分布式高频变换的模块化固态变压器,其特征在于,包括多个级联的模块,每个模块包括两个子变换器;第一子变换器依次通过辅助电感、高频变压器与第二子变换器连接;所述两个子变换器均包括四个功率子模块,其中两个功率子模块串联后,与另外两个串联的功率子模块并联。2.根据权利要求1所述的基于分布式高频变换的模块化固态变压器,其特征在于,所述功率子模块为半桥型结构,其输入是直流;每个半桥型结构包括一个电容、两个串联的IGBT及与每个IGBT反向并联的二极管;所述电容与IGBT所在支路并联;当半桥型结构的上IGBT导通时,表示该半桥模块的电容投入,此时半桥型结构的输出等于电容电压Cixy上的电压Ucixy,当半桥型结构的下IGBT导通时,表示该半桥型结构的电容旁路,此时半桥型结构的输出等于0。3.根据权利要求1所述的基于分布式高频变换的模块化固态变压器,其特征在于,所述功率子模块为全桥结构,则其输入为交流或者直流,每个全桥结构包括一个电容、两个并联的桥臂;每个桥臂包括两个串联的IGBT及与IGBT反向并联的二极管;所述电容与桥臂并联。4.一种权利要求1~3之一所述模块化固态变压器的控制方法,其特征在于,包括以下3种控制模式:当模块化固态变压器运行在LV电压控制模式中,HV母线电压固定,控制器采用电压电流双闭环控制,通过将LV的电压参考值Vi2ref与采样的第i个模块的第二子变换器直流侧电压电压Vi2做...
【专利技术属性】
技术研发人员:罗安,何志兴,闵俊,徐千鸣,陈燕东,易伟浪,周芊帆,王峰,贺纤纤,郭鹏,黄旭程,
申请(专利权)人:湖南大学,
类型:发明
国别省市:湖南,43
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