基于MMC的多端口电力电子变压器拓扑及其控制方法技术

技术编号:24861812 阅读:90 留言:0更新日期:2020-07-10 19:12
本发明专利技术公开了一种基于MMC的多端口电力电子变压器拓扑及其控制方法,可用于中高压交流到中高压直流与低压直流的电能变换。该拓扑在MMC变流器的基础上,通过增加全桥子模块与由电感电容构成的高频交流支路,配合相应的控制策略,可同时输出中高压直流与低压直流,具有开关器件、无源器件数量少,结构紧凑,效率高的优点。

【技术实现步骤摘要】
基于MMC的多端口电力电子变压器拓扑及其控制方法
本专利技术涉及一种基于MMC的多端口电力电子变压器拓扑及其控制方法,属于电力电子的

技术介绍
随着可再生能源发电的迅速发展、直流类负荷的增多,传统的工频变压器由于缺少智能控制环节以及直流变换端口,已经不足以应对现代电力系统的要求与挑战。并且工频变压器体积庞大,重量较大,要求了较大的占地面积。而随着半导体器件的迅速发展,提出了一种基于大功率电力电子变流技术的新型智能变压器,不仅可以减小变压器的重量体积,并且可以提供多种交直流端口,具有灵活多变的可控性,方便了各种分布式能源、储能和负荷的灵活接入,为高效地解决当今电网面临的诸多难题提供了可能。目前已有很多学者提出了多种电力电子变压器拓扑结构,但一般都是利用模块化多电平变流器或者级联全桥的拓扑结构,将高压交流电整流变换成高压直流电,再使用多个DC-DC变换器串并联的结构对高压直流电降压为低压直流电。这些电力电子变压器拓扑电能转换级数较多,使用了较多的功率器件,导致损耗较大,并且多个直流变换器串并联存在环流问题需要抑制,直流转换级的控制本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于MMC的多端口电力电子变压器拓扑,其特征在于:所述多端口电力电子变压器拓扑包括高压交流级与低压直流级两部分,其中:/n所述高压交流级为三相六桥臂电路,所述三相六桥臂电路中每相均包括上桥臂和下桥臂,所述上桥臂和所述下桥臂均为一个限流电抗器、M个串联连接的MMC半桥子模块、高频交流支路三者串联;所述高频交流支路包括N个MMC全桥子模块、谐振电容、谐振电感与高频变压器,其中N个MMC全桥子模块串联,再与谐振电容、谐振电感和高频变压器原边组成的串联支路并联连接;所述上桥臂和所述下桥臂的一端与高压交流电网相接,另一端分别作为所述多端口电力电子变压器拓扑的高压直流输出端口的正负极;/n所述低压直流...

【技术特征摘要】
1.基于MMC的多端口电力电子变压器拓扑,其特征在于:所述多端口电力电子变压器拓扑包括高压交流级与低压直流级两部分,其中:
所述高压交流级为三相六桥臂电路,所述三相六桥臂电路中每相均包括上桥臂和下桥臂,所述上桥臂和所述下桥臂均为一个限流电抗器、M个串联连接的MMC半桥子模块、高频交流支路三者串联;所述高频交流支路包括N个MMC全桥子模块、谐振电容、谐振电感与高频变压器,其中N个MMC全桥子模块串联,再与谐振电容、谐振电感和高频变压器原边组成的串联支路并联连接;所述上桥臂和所述下桥臂的一端与高压交流电网相接,另一端分别作为所述多端口电力电子变压器拓扑的高压直流输出端口的正负极;
所述低压直流级包括六个全桥电路,高压交流级六个桥臂中高频变压器的副边分别连接上述全桥电路的中间点,低压直流级六个全桥电路的正负极分别并联构成所述多端口电力电子变压器拓扑的低压直流输出端口。


2.如权利要求1所述基于MMC的多端口电力电子变压器拓扑的控制方法,其特征在于:所述高频交流支路中全桥子模块的调制波为高频交流电压,通过调节高频交流电压的幅值对低压直流级的输出电压或电流进行控制;每相上下桥臂中的高频交流支路所调制的高频交流电压幅值相同,但相位相差180度,从而使得高压直流端口中没有高频交流成分串入。


3.如权利要求2所...

【专利技术属性】
技术研发人员:魏星吴小丹杨晨陈武马大俊舒良才郁正纲伏祥运孙海霞朱立位岳付昌袁晓冬史明明
申请(专利权)人:南京南瑞继保工程技术有限公司南京南瑞继保电气有限公司国网江苏省电力有限公司连云港供电分公司国网江苏省电力有限公司电力科学研究院国网江苏省电力有限公司
类型:发明
国别省市:江苏;32

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