一种变速风电系统的多端口变换器以及相关电路技术方案

本申请公开了一种变速风电系统的多端口变换器，通过多端口变换器的十一个开关可以等效出H桥变换器和两个三相变换器，可以实现现有技术中三个变换器在电路中的功能，由于只使用了十一个开关实现了十六个开关的功能，降低了变换器的成本，进一步降低电网构建时的总成本，提高资源的利用率。本申请还公开了一种变速风电系统以及可变频率变压器电路，具有上述有益效果。

A multiport converter and related circuits for variable speed wind power systems

This application discloses a multi-port converter for variable speed wind power system. The H-bridge converter and two three-phase converters can be equivalent through eleven switches of the multi-port converter, which can realize the functions of three converters in the circuit in the prior art. Because only eleven switches are used to realize the functions of sixteen switches. It reduces the cost of converters, further reduces the total cost of power grid construction, and improves the utilization of resources. The application also discloses a variable speed wind power system and a variable frequency transformer circuit, which have the above beneficial effects.

【技术实现步骤摘要】
一种变速风电系统的多端口变换器以及相关电路
本申请涉及风力发电
，特别涉及一种变速风电系统的多端口变换器、变速风电系统以及可变频率变压器电路。
技术介绍
随着清洁能源技术的不断发展，可以大规模开发利用风力发电以解决能源短缺与环境污染问题。目前，在风力发电中通常使用可变速风电机组采集风能，其具有风能利用率高、传动链机械应力小等优点。该变速风电机组主要由双馈风力发电机组成。具体的，请参考图1，图1为现有技术提供的一种双馈变速风电系统。图1中，为实现双馈电机的变频调速，双馈发电机的变换器由网侧变换器器与机侧变换器构成，一共需要12个功率开关管。为实现双馈风电机组的低电压穿越，可变频率变压器必须能实现正反向转动，因此其直流电机的驱动器必须允许电能双向流动，通常使用由4个功率开关管组成的H桥直流变换器。但是，为了实现现有技术所提供的功能，该变速风电系统不得不使用16个功率开关管构建变速风电系统，成本较高，同时过多的功率开关管也会带来很高的功率损耗。因此，如何降低变速风电系统中使用功率开关管的数量是本领域技术人员所关注的重点问题。
技术实现思路
本申请的目的是提供种变速风电系统的多端口变换器、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种变速风电系统的多端口变换器，其特征在于，包括：第一输出端、第二输出端、第三输出端、直流端、第一开关、第二开关直至第十一开关；所述第一开关的第一端、所述第二开关的第一端、所述第三开关的第一端相互连接，其公共端作为所述直流端的第一端；所述第九开关的第二端、所述第十开关的第二端、所述第十一开关的第二端相互连接，其公共端作为所述直流端的第二端；所述第一输出端的第一端分别与所述第一开关的第二端和所述第四开关的第一端连接，所述第一输出端的第二端分别与所述第二开关的第二端和所述第五开关的第一端连接；所述第二输出端的第一相分别与所述第三开关的第二端和所述第六开关的第一端连接，所述第二输出端的第二相分别...

【技术特征摘要】
1.一种变速风电系统的多端口变换器，其特征在于，包括：第一输出端、第二输出端、第三输出端、直流端、第一开关、第二开关直至第十一开关；所述第一开关的第一端、所述第二开关的第一端、所述第三开关的第一端相互连接，其公共端作为所述直流端的第一端；所述第九开关的第二端、所述第十开关的第二端、所述第十一开关的第二端相互连接，其公共端作为所述直流端的第二端；所述第一输出端的第一端分别与所述第一开关的第二端和所述第四开关的第一端连接，所述第一输出端的第二端分别与所述第二开关的第二端和所述第五开关的第一端连接；所述第二输出端的第一相分别与所述第三开关的第二端和所述第六开关的第一端连接，所述第二输出端的第二相分别与所述第四开关的第二端和所述第七开关的第一端连接，所述第二输出端的第三相分别与所述第五开关的第二端和所述第八开关的第一端连接；所述第三输出端的第一相分别与所述第六开关的第二端和所述第九开关的第一端连接，所述第三输出端的第二相分别与所述第七开关的第二端和所述第十开关的第一端连接，所述第三输出端的第三相分别与所述第八开关的第二端和所述第十一开关的第一端连接。2.根据权利要求1所述的多端口变换器，其特征在于，所述第一开关、所述第二开关直至所述第十一开关均包括绝缘栅双极型晶体管IGBT和二极管；其中，所述IGBT的集电极与所述二极管的阴极连接，其公共端作为所述第一开关、所述第二开关直至所述第十一开关的第一端；所述IGBT的发射极与所述二极管的阳极连接，其公共端作为所述第一开关、所述第二开关直至所述第十一开关的第二端；所述IGBT的基极作为所述第一开关、所述第二开关直至所述第十一开关的控制端。3.根据权利要求1所述的多端口变换器，其特征在于，所述第一开关、所述第二开关直至所述第十一开关均包括金属氧化物半导体场效应晶体管MOS和二极管；其中，所述MOS的漏极与所述二极管的阴极连接，其公共端作为所述第一开关、所述第二开关直至所述第十一开关的第一端；所述MOS的源极与所述二极管的阳极连接，其公共端作为所述第一开关、所述第二开关直至所述第十一开关的第二端；所述MOS的栅极作为所述第一开关、所述第二开关直至所述第十一开关的控制端。4.根据权利要求1至3任一项所述的多端口变换器，其特征在于，还包括与所述第一开关、所述第二开关直至所述第十一开关分别并联的冗余开关。5.根据权利要求4所述的多端口变换器，其特征在于，所述冗余开关为继电器。6.一种变速风电系统，其特征在于，包括：风力机、双馈发电机、可变频率变压器、滤波电感、直流电容、crowbar电路、电网、控制器以及如权利要求1至5任一项所述的多端口变换器，其中：所述风力机与所述双馈发电机机械连接；所述双馈发电机的定子与所述可变频率变压器的转子连接，所述可变频率变压器的定子与所述电网连接；所述多端口变换器的第一输出端与所述可...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁伟轩，卢嘉豪，陈思哲，张桂东，王裕，章云，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东,44