双向五电平直流变换电路及包含该电路的发电机励磁系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种双向五电平直流变换电路及包含该电路的发电机励磁系统。本实用新型专利技术的五电平斩波电路中，第一、三、五开关管的一端连接于励磁输出一端，另一端分别连接直流电源正端、串联第七二极管后连接电容串联回路中点、直流电源负端；第二、四、六开关管的一端连接于励磁输出另一端，另一端分别连接直流电源正端、串联第八二极管后连接电容串联回路中点、直流电源负端；第一到第六二极管分别反并联于第一至第六开关管。本实用新型专利技术在完成五电平直流斩波励磁电压输出、励磁功率双向流动的同时，能够实现励磁电流的双向输出，实现五电平直流变换电路的四象限运行控制。

Bidirectional five level DC converter and generator excitation system containing the circuit

The utility model discloses a bidirectional five level DC converter circuit and a generator excitation system including the circuit. Five level chopper circuit of the utility model, one end of the first, third, fifth switch tube is connected to the output end of the excitation, the other end is respectively connected with the positive pole of DC power, seventh series diode connected capacitor series circuit, DC power supply negative end point; one end of the second, fourth, Sixth switch tube connected to the excitation output end, the other end is respectively connected with a DC power supply at the end of eighth, the series diode connecting capacitor series circuit, DC power supply negative end point; the first to the sixth anti parallel diodes respectively in the first and sixth switch tube. When the five level DC chopping excitation voltage output and excitation power bidirectional flow are completed, the bidirectional output of the excitation current can be realized, and the four quadrant operation control of the five level DC converter circuit is realized.

【技术实现步骤摘要】
双向五电平直流变换电路及包含该电路的发电机励磁系统
本技术属于电气工程
，特别是一种应用于发电机励磁系统的双向五电平直流变换电路及包含该电路的发电机励磁系统。
技术介绍
随着特高压直流、柔性直流的大量投运和新能源发电高渗透率趋势的迅猛发展，电力电子化电力系统在超低频功率振荡、次同步振荡、毫秒级无功电压支撑等电磁/机电混合领域的运行风险增加。励磁系统是同步发电机的重要组成部分，对电力系统的安全稳定运行有重要影响，充分利用励磁系统调控能力是提高电力系统稳定性最经济有效的手段之一。基于半控器件晶闸管（SCR）整流的常规励磁系统，受限于其控制速度慢、且仅可以控制器件开通无法控制关断，已难以适应电力电子化电网的运行需求。IGBT等全控器件可以同时控制开通和关断，因此，其控制响应速度和控制灵活性有明显优势。目前，已有国内外学者提出将IGBT等全控器件构成的整流电路和斩波电路应用于发电机励磁系统，实现全控型励磁系统，在提供同步发电机直流励磁电流的同时，其交流侧可以控制无功电流分量，可以快速控制向同步发电机端注入或吸收无功。交流侧无功的毫秒级直接支撑能力可以显著提升机组的无功电压控制性能和响应本文档来自技高网...

【技术保护点】
双向五电平直流变换电路，其特征在于，它包括直流电源提供电路、第一电容器C1、第二电容器C2和五电平直流斩波电路；所述五电平直流斩波电路包括第一开关管V1、第二开关管V2、第三开关管V3、第四开关管V4、第五开关管V5、第六开关管V6、第一二极管VD1、第二二极管VD2、第三二极管VD3、第四二极管VD4、第五二极管VD5、第六二极管VD6、第七二极管VD7和第八二极管VD8；所述第一电容器C1和第二电容器C2串联后并联于直流电源提供电路的两端，直流电源提供电路的两端分别为正电压端P和负电压端N，两电容器之间的连接点为中间电压端M；所述第一开关管V1的一端连接正电压端P，另一端连接励磁输出第一端...

【技术特征摘要】
1.双向五电平直流变换电路，其特征在于，它包括直流电源提供电路、第一电容器C1、第二电容器C2和五电平直流斩波电路；所述五电平直流斩波电路包括第一开关管V1、第二开关管V2、第三开关管V3、第四开关管V4、第五开关管V5、第六开关管V6、第一二极管VD1、第二二极管VD2、第三二极管VD3、第四二极管VD4、第五二极管VD5、第六二极管VD6、第七二极管VD7和第八二极管VD8；所述第一电容器C1和第二电容器C2串联后并联于直流电源提供电路的两端，直流电源提供电路的两端分别为正电压端P和负电压端N，两电容器之间的连接点为中间电压端M；所述第一开关管V1的一端连接正电压端P，另一端连接励磁输出第一端；所述第二开关管V2的一端连接正电压端P，另一端连接励磁输出第二端；所述第三开关管V3的一端连接负电压端N，另一端连接励磁输出第一端；所述第四开关管V4的一端连接负电压端N，另一端连接励磁输出第二端；所述第五开关管V5与第七二极管VD7串联，该串联支路的一端连接中间电压端M，另一端连接励磁输出第一端；所述第六开关管V6与第八二极管VD8串联，该串联支路的一端连接中间电压端M，另一端连接励磁输出第二端；所述第一二极管VD1、第二二极管VD2、第三二极管VD3、第四二极管VD4、第五二极管VD5、第六二极管VD6分别反向并联于第一开关管V1、第二开关管V2、第三开关管V3、第四开关管V4、第五开关管V5、第六开关管V6的两端。2.如权利要求1所述的双向五电平直流变换电路，其特征在于，所述的第一开关管V1、第二开关管V2、第三开关管V3、第四开关管V4、第五开关管V5和第六开关管V6均采用IGBT全控器件。3.如权利要求1或2所述的双向五电平直流变换电路，其特征在于，所述第一开关管V1的集电极连接正电压端P，发射极连接励磁输出第一端；所述第二开关管V2的集电极连接正电压端P，发射极连接励磁输出第二端；所述第三开关管...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴跨宇，吴龙，韩兵，施一峰，张建承，卢岑岑，熊鸿韬，沈轶君，房乐，卢嘉华，赵一琰，
申请(专利权)人：国网浙江省电力公司电力科学研究院，南京南瑞继保工程技术有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江,33