模块化低压交直流混合电力电子变压器拓扑及其控制方法技术

本发明专利技术公开了一种模块化低压交直流混合电力电子变压器拓扑及其控制方法，包括输入级、隔离级与输出级。输入级采用三相串联H桥变换器；隔离级采用双有源全桥变换器；输出级采用三相两电平变换器。每个H桥变换器的直流端口与一个双有源全桥变换器的一次侧直流端口连接；隔离级的双有源全桥变换器分为两组，它们的二次侧直流端口分别并联，其中第一组双有源全桥变换器的二次侧直流端口并联后的正极作为电力电子变压器低压直流端口的正极，第二组双有源全桥变换器的二次侧直流端口并联后的负极作为电力电子变压器低压直流端口的负极，第一组的负极与第二组的正极连接作为电力电子变压器低压直流端口的中性点。

The topology and control method of modular low voltage AC-DC hybrid power electronic transformer

【技术实现步骤摘要】
模块化低压交直流混合电力电子变压器拓扑及其控制方法
本专利技术属于电力电子变压器
，具体涉及一种模块化低压交直流混合电力电子变压器拓扑及其控制方法。
技术介绍
传统电力变压器结构简单、效率高、可靠性高，广泛应用于电力系统。但过低的工作频率导致传统变压器体积大，笨重，而且矿物油、环氧树脂、难燃油等作为绝缘或冷却介质使用存在火灾和环境污染的潜在隐患。另外，它通常只能够实现电气隔离、电压等级变换和功率双向传递等相对单一的功能，而无网侧电能质量调节、谐波传递隔绝、过载及故障保护、负载电压调节等等功能。传统变压器的这些弱点使它无法满足一些诸如智能电网等新应用场合的功能要求。在过去的几十年中，电力电子技术有了长足全面的快速发展，越来越多的电力电子装置在电力系统中得到应用。在这个大背景下，针对传统变压器的上述弱点，研究人员和工程师提出了电力电子变压器(PowerElectronicTransformer)或者固态变压器(Solid-StateTransformer)加以解决。未来的电力电子变压器可以作为目前广泛应用的传统配电变压器的替代品。由于本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种模块化低压交直流混合电力电子变压器拓扑，其特征在于，包括依次连接的输入级、隔离级和输出级；/n所述输入级为三相串联H桥，每相包括2N个串联的单相H桥变换器，N为正整数；/n所述隔离级包括第一组双有源桥变换器和第二组双有源桥变换器；两组双有源桥变换器均包括3N个双有源桥变换器；第一组的3N个双有源桥变换器的直流输入端分别与输入级A相的N个H桥变换器、输入级B相的N个H桥变换器、输入级C相的N个H桥变换器的直流端口连接；第二组的3N个双有源全桥变换器的直流输入端分别与输入级A相另外N个H桥变换器、输入级B相另外N个H桥变换器、输入级C相另外N个H桥变换器连接；第一组双有源桥变换器的直流输出...

【技术特征摘要】
1.一种模块化低压交直流混合电力电子变压器拓扑，其特征在于，包括依次连接的输入级、隔离级和输出级；
所述输入级为三相串联H桥，每相包括2N个串联的单相H桥变换器，N为正整数；
所述隔离级包括第一组双有源桥变换器和第二组双有源桥变换器；两组双有源桥变换器均包括3N个双有源桥变换器；第一组的3N个双有源桥变换器的直流输入端分别与输入级A相的N个H桥变换器、输入级B相的N个H桥变换器、输入级C相的N个H桥变换器的直流端口连接；第二组的3N个双有源全桥变换器的直流输入端分别与输入级A相另外N个H桥变换器、输入级B相另外N个H桥变换器、输入级C相另外N个H桥变换器连接；第一组双有源桥变换器的直流输出端并联后的正极作为电力电子变压器低压直流端口的正极，第二组双有源全桥变换器的直流输出端并联后的负极作为电力电子变压器低压直流端口的负极，第一组双有源桥变换器的直流输出端并联后的负极与第二组双有源桥变换器的直流输出端并联后的正极连接作为电力电子变压器低压直流端口的中性点；低压直流端口的正极与中性点形成的端口为高侧低压直流端口，低压直流端口的负极与中性点形成的端口为低侧低压直流端口；
所述输出级为三相两电平变换器，三相两电平变换器的直流端口与所述电力电子变压器高侧低压直流端口的正极和低侧低压直流端口的负极连接，三相两电平变换器的交流端口用于接负载。


2.根据权利要求1所述的一种模块化低压交直流混合电力电子变压器拓扑，其特征在于，所述三相两电平变换器的交流端口连接有LC滤波器，所述LC滤波器的中点与电力电子变压器低压直流端口的中性点连接。


3.根据权利要求1所述的一种模块化低压交直流混合电力电子变压器拓扑，其特征在于，所述输入级的每个单相H桥变换器的直流端接有变换器电容C1。


4.根据权利要求1所述的一种模块化低压交直流混合电力电子变压器拓扑，其特征在于，所述双有源全桥变换器包括一次侧单相H桥变换器、高频变压器T和二次侧单相H桥变换器，所述一次侧单相H桥变换器的直流端口为双有源全桥的直流输入端，一次侧单相H桥的交流端口通过电抗器L1连接至高频变压器的一次侧线圈，高频变压器的二次侧线圈通过电抗器L2连接至二次侧单相H桥变换器的交流端口，二次侧单相H桥的直流端口为双有源全桥的直流输出端。


5.根据权利要求1所述的一种模块化低压交直流混合电力电子变压器拓扑，其特征在于，所述电力电子变压器低压直流端口的正极和低压直流端口的中性点之间连接有电容C21，电力电子变压器低压直流端口的负极和中性点之间连接有电容C22。


6.一种权利要求1所述的模块化低压交直流混合电力电子变压器拓扑的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：采样输入级与高侧低压直流端口对应的所有单相H桥变换器的电容C1的电压采样输入级与低侧低压直流端口对应的所有单相H桥变换器的电容C1的电压求取所有和的平均值Vdc_MV；其中k代表相，k∈A,B,C，i代表第i个单相H桥变换器，i∈1,2........

【专利技术属性】
技术研发人员：欧阳少迪，刘进军，杨跃，陈晖，陈星星，宋曙光，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61