一种三角形电路的冗余拓扑结构制造技术

本发明专利技术公开了一种三角形电路的冗余拓扑结构，包括：一种三角形电路的冗余拓扑结构，其特征在于，包括：第一子模块、第二子模块、第三子模块、第一冗余子模块、第二冗余子模块、第三冗余子模块、第一切换开关、第二切换开关、第三切换开关、第四切换开关、第五切换开关和第六切换开关；冗余子模块一端连接一相相线，另一端通过切换开关与相邻的两个子模块连接。本发明专利技术公开的一种三角形电路的冗余拓扑结构，能有效解决现有技术各个冗余子模块仅能满足其所在相的冗余需求，冗余子模块利用率较低的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种三角形电路的冗余拓扑结构
本专利技术涉及冗余拓扑结构领域，尤其涉及一种三角形电路的冗余拓扑结构。
技术介绍
目前，电力电子技术已广泛应用于电力系统的发、输、配、用各个阶段，是未来电网发展升级中的重要技术。电力电子设备在使电网变得更加高效可控，使电能的应用变得更加灵活的同时，也带来了多个方面的潜在问题，设备可靠性就是其中之一。相比于由铁磁材料和绕组构成的传统电力设备，电力电子设备耐压与通流的承受能力较弱，在某些高压大功率应用场合，需要使用多个电力电子器件串并联才能满足需求。然而在高压大功率电力电子设备中，由于每个元器件都是潜在的故障点，故大量电力电子器件的使用会造成设备可靠性的大幅下降。当无法进一步提高电力电子器件质量以及减少电力电子器件数量时，为保证设备的安全可靠运行，通常会在额定需求的基础上增加冗余拓扑结构，使设备在部分元器件故障时，依然能正常运行。现有技术中，三角形电路的冗余拓扑结构为：将电力电子子模块与冗余子模块进行串联，得到三条串联线路，将三条串联线路依次首尾相连，并将每个相连的点引出，作为三相电的三个相线，当其中一相的电力电子子模块发生故障时，该电力电子子模块被旁路，将对应相的冗余子模块接入，使设备得以继续运行。本专利技术人在实施本专利技术的过程中发现，现有技术中存在以下技术问题：各个冗余子模块仅能满足其所在相的冗余需求，冗余子模块利用率较低。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种三角形电路的冗余拓扑结构，能有效解决现有技术各个冗余子模块仅能满足其所在相的冗余需求，冗余子模块利用率较低的问题。本专利技术实施例一提供一种三角形电路的冗余拓扑结构，包括：第一子模块、第二子模块、第三子模块、第一冗余子模块、第二冗余子模块、第三冗余子模块、第一切换开关、第二切换开关、第三切换开关、第四切换开关、第五切换开关和第六切换开关；所述第一冗余子模块的一端分别与所述第一切换开关的第一不动端、第二切换开关的第一不动端以及a相相线连接；所述第一冗余子模块另一端分别与所述第一切换开关的第二不动端、第二切换开关的第二不动端连接；所述第二冗余子模块的一端分别与所述第三切换开关的第一不动端、第四切换开关的第一不动端以及b相相线连接；所述第二冗余子模块另一端分别与所述第三切换开关的第二不动端、第四切换开关的第二不动端连接；所述第三冗余子模块的一端分别与所述第五切换开关的第一不动端、第六切换开关的第一不动端以及c相相线连接；所述第三冗余子模块另一端分别与所述第五切换开关的第二不动端、第六切换开关的第二不动端连接；所述第一子模块的一端与所述第一切换开关的动端连接，另一端与所述第六切换开关的动端连接；所述第二子模块的一端与所述第二切换开关的动端连接，另一端与所述第三切换开关的动端连接；所述第三子模块的一端与所述第四切换开关的动端连接，另一端与所述第五切换开关的动端连接。作为上述方案的改进，所述各切换开关为单刀双掷开关。作为上述方案的改进，所述各子模块为半桥结构；所述第一子模块、第二子模块和第三子模块分别包括半桥旁路开关，所述半桥旁路开关并联在下部开关管的两端。作为上述方案的改进，所述第一子模块、第二子模块和第三子模块为全桥结构，所述第一子模块、第二子模块和第三子模块分别包括全桥旁路开关，所述全桥旁路开关的两端分别与两个下部开关管的集电极相连。作为上述方案的改进，正常工作时，所述各切换开关的动端与第一不动端相连。本专利技术实施例提供的一种三角形电路的冗余拓扑结构，与现有技术相比，具有如下有益效果：通过设置冗余子模块和各个切换开关，使子模块发生故障时，能够将冗余子模块连入系统内，保证系统的正常运行；当多条线路发生单点故障或同一条线路发生多点故障时，能够通过切换开关选择冗余子模块接入线路的状态，使得冗余子模块能够接入相邻相中的任意一相，令冗余子模块不再局限于某一相，从而实现了不同相冗余子模块的共用，提高了冗余子模块的利用率，且能够更加充分地利用冗余子模块，从而提高设备的经济性与可靠性。附图说明图1是本专利技术实施例一提供的一种三角形电路的冗余拓扑结构的示意图。图2是本专利技术实施例一提供的一种三角形电路的冗余拓扑结构的子模块的半桥结构示意图。图3是本专利技术实施例一提供的一种三角形电路的冗余拓扑结构的子模块的全桥结构示意图。图4是一个具体应用场景中本专利技术实施例一提供的一种三角形电路的冗余拓扑结构的示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。参见图1，是本专利技术实施例一提供的一种三角形电路的冗余拓扑结构的示意图，包括：第一子模块、第二子模块、第三子模块、第一冗余子模块、第二冗余子模块、第三冗余子模块、第一切换开关、第二切换开关、第三切换开关、第四切换开关、第五切换开关和第六切换开关；第一冗余子模块的一端分别与第一切换开关的第一不动端S1、第二切换开关的第一不动端S3以及a相相线连接；第一冗余子模块另一端分别与第一切换开关的第二不动端S2、第二切换开关的第二不动端S4连接；第二冗余子模块的一端分别与第三切换开关的第一不动端S5、第四切换开关的第一不动端S7以及b相相线连接；第二冗余子模块另一端分别与第三切换开关的第二不动端S6、第四切换开关的第二不动端S8连接；第三冗余子模块的一端分别与第五切换开关的第一不动端S9、第六切换开关的第一不动端S11以及c相相线连接；第三冗余子模块另一端分别与第五切换开关的第二不动端S10、第六切换开关的第二不动端S12连接；第一子模块的一端与第一切换开关的动端连接，另一端与第六切换开关的动端连接；第二子模块的一端与第二切换开关的动端连接，另一端与第三切换开关的动端连接；第三子模块的一端与第四切换开关的动端连接，另一端与第五切换开关的动端连接。进一步的，各切换开关为单刀双掷开关。进一步的，各子模块为半桥结构；第一子模块、第二子模块和第三子模块分别包括半桥旁路开关，参见图2，是本专利技术实施例一提供的一种三角形电路的冗余拓扑结构的子模块的半桥结构示意图，半桥旁路开关并联在下部开关管的两端。进一步的，第一子模块、第二子模块和第三子模块为全桥结构，第一子模块、第二子模块和第三子模块分别包括全桥旁路开关，参见图3，是本专利技术实施例一提供的一种三角形电路的冗余拓扑结构的子模块的全桥结构示意图。全桥旁路开关的两端分别与两个下部开关管的集电极相连。进一步的，正常工作时，各切换开关的动端与第一不动端相连。在一个具体的应用场景中，本专利技术实施例一提供的一种三角形电路的冗余拓扑结构如图4所示，子模块A、B和C串联后一端与第一切换开关的动端相连，另一端与第六切换开关的动端相连；子模块D、E和F串联后一端与第二切换开关的动端连接，另一端与第三切换开关的动端相连；子模块G、H和I串联后一端与第四切换开关的动端连接，另一端与第五切换开关的动端相连。当各个子模块正常工作时，各切换开关的S1’、S3’、S5’、S7’、S9’和S11’端处于闭合状态；当子模块A发生故障时，子模块A对应的旁路开关闭合，使子模块A被旁路，将第一切换开关的S1’本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三角形电路的冗余拓扑结构，其特征在于，包括：第一子模块、第二子模块、第三子模块、第一冗余子模块、第二冗余子模块、第三冗余子模块、第一切换开关、第二切换开关、第三切换开关、第四切换开关、第五切换开关和第六切换开关；所述第一冗余子模块的一端分别与所述第一切换开关的第一不动端、第二切换开关的第一不动端以及a相相线连接；所述第一冗余子模块另一端分别与所述第一切换开关的第二不动端、第二切换开关的第二不动端连接；所述第二冗余子模块的一端分别与所述第三切换开关的第一不动端、第四切换开关的第一不动端以及b相相线连接；所述第二冗余子模块另一端分别与所述第三切换开关的第二不动端、第四切换开关的第二不动端连接；所述第三冗余子模块的一端分别与所述第五切换开关的第一不动端、第六切换开关的第一不动端以及c相相线连接；所述第三冗余子模块另一端分别与所述第五切换开关的第二不动端、第六切换开关的第二不动端连接；所述第一子模块的一端与所述第一切换开关的动端连接，另一端与所述第六切换开关的动端连接；所述第二子模块的一端与所述第二切换开关的动端连接，另一端与所述第三切换开关的动端连接；所述第三子模块的一端与所述第四切换开关的动端连接，另一端与所述第五切换开关的动端连接。...

【技术特征摘要】
1.一种三角形电路的冗余拓扑结构，其特征在于，包括：第一子模块、第二子模块、第三子模块、第一冗余子模块、第二冗余子模块、第三冗余子模块、第一切换开关、第二切换开关、第三切换开关、第四切换开关、第五切换开关和第六切换开关；所述第一冗余子模块的一端分别与所述第一切换开关的第一不动端、第二切换开关的第一不动端以及a相相线连接；所述第一冗余子模块另一端分别与所述第一切换开关的第二不动端、第二切换开关的第二不动端连接；所述第二冗余子模块的一端分别与所述第三切换开关的第一不动端、第四切换开关的第一不动端以及b相相线连接；所述第二冗余子模块另一端分别与所述第三切换开关的第二不动端、第四切换开关的第二不动端连接；所述第三冗余子模块的一端分别与所述第五切换开关的第一不动端、第六切换开关的第一不动端以及c相相线连接；所述第三冗余子模块另一端分别与所述第五切换开关的第二不动端、第六切换开关的第二不动端连接；所述第一子模块的一端与所述第一切换开关的动端...

【专利技术属性】
技术研发人员：聂少雄，
申请(专利权)人：南方电网科学研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：广东,44