交直流混联多端口电能路由器及其控制方法技术

本发明专利技术公开了一种交直流混联多端口电能路由器及其控制方法，所述路由器包括MMC、四绕组变压器、全桥电路、四个端口，N1的同名端与MMC的上桥臂连接，N1异名端与N2同名端相连，N2异名端与MMC的下桥臂相连；N1异名端与N2同名端连接点通过输出L

【技术实现步骤摘要】
交直流混联多端口电能路由器及其控制方法


[0001]本专利技术属于电力电子
，涉及一种交直流混联多端口电能路由器及其控制方法。

技术介绍

[0002]电能路由器，也称电力电子变压器、能量路由器等，是能源互联网的关键部件，随着多种形式的新能源接入、电动汽车数量的不断攀升、大量的数据中心负荷接入等原因，交直流电网互联、多种电压等级的电网互联是未来能源互联网的必然要求。因此，电能路由器需提供多端口、多电压等级、交直流混联的功能。
[0003]在此背景下，基于模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter，MMC)的多端口电力电子拓扑及其控制方法不断涌现。然而，面对当前电能路由器的多端口、多电压等级、交直流混联的功能需求，利用多电平变换器、MMC或SST进行电能路由器的开发，现有技术仍存在结构复杂、模块数、功率转换级数多、磁性器件体积重量大、整机成本高等诸多问题。
[0004]为此，新型的高效率、低成本的交直流混联多端口电能路由器的研究和开发非常紧迫。

技术实现思路

>[0005]本专利本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种交直流混联多端口电能路由器，其特征在于所述路由器包括MMC、四绕组变压器、全桥电路、中压交流端口、中压直流端口、低压交流端口和低压直流端口，其中：所述四绕组变压器分别由原边的N1绕组和N2绕组、副边的N3绕组和N4绕组构成；所述N1绕组的同名端与MMC的上桥臂连接，N1绕组的异名端与N2绕组的同名端相连接，N2绕组的异名端与MMC的下桥臂相连；所述N1绕组的异名端与N2绕组的同名端相连接点通过输出滤波电感L
g
连接到中压交流端口；所述N3绕组的同名端通过第一功率电感L
σ
连接到全桥电路的左半桥，N3绕组的异名端与N4绕组的同名端相连接，N4绕组的异名端通过第二功率电感L
σ
连接到全桥电路的右半桥；所述N3绕组的异名端与N4绕组的同名端相连接处连接到低压交流端口；所述全桥电路的直流母线连接到低压直流端口；所述MMC的直流母线连接到中压直流端口。2.根据权利要求1所述的交直流混联多端口电能路由器，其特征在于所述MMC的桥臂子模块数为N。3.根据权利要求2所述的交直流混联多端口电能路由器，其特征在于所述子模块是半桥子模块或者全桥子模块。4.根据权利要求1所述的交直流混联多端口电能路由器，其特征在于所述输出滤波电感L
g
集成到N1绕组与N2绕组的漏感中。5.根据权利要求1所述的交直流混联多端口电能路由器，其特征在于所述低压交流端口复用第一功率电感L
σ
和第二功率电感L
σ
作为输出滤波器。6.根据权利要求1所述的交直流混联多端口电能路由器，其特征在于所述MMC的上桥臂和下桥臂的桥臂电感集成到四绕组变压器的励磁电感中。7.根据权利要求1或5所述的交直流混联多端口电能路由器，其特征在于所述第一功率电感L
σ
集成到N3绕组的漏感中，第二功率电感L
σ
集成到N4绕组的漏感中。8.一种权利要求1
‑
7任一项所述交直流混联多端口电能路由器的控制方法，其特征在于所述方法包括如下步骤：步骤1：将MMC侧控制信号拆分为直流共模信号m
DC
、差模信号m
dm
、低频共模信号m
LF_cm
和高频共模信号m
HF_cm
；步骤2：将全桥电路的左半桥控制电压信号u
A
拆分为高频差模信号u
A_dm
和高频共模信号u
A_cm
，全桥电路的右半桥控制电压信号u
B
拆分为高频差模信号u
B_dm
和高频共模信号u
B_cm
，其中，高频共模信号u
A_cm
和高频共模信号u
B_cm
的幅度和极性均相同，高频差模信号u
A_dm
和高频差模信号u
B_dm
的幅度相同极性相反；步骤3：根据低压交流端口输出电压要求，计算高频共模信号u
A_cm
和高频共模信号u
B_cm
；步骤2：计算高频差模信号u

【专利技术属性】
技术研发人员：李彬彬，廖志贤，赵晓东，韩林洁，徐殿国，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：