可再生能源发电系统的九电平变换器技术方案

本发明专利技术涉及一种九电平变换器，该九电平变换器具有24个开关状态S0至S

【技术实现步骤摘要】
可再生能源发电系统的九电平变换器


[0001]本专利技术涉及一种九电平变换器，应用于可再生能源发电系统中，提高可再生能源发电系统的性能和效率。

技术介绍

[0002]新能源是一种无污染的能源，近年来受到国内外广泛的关应和应用。由各种新能源构成的发电系统称为分布式发电系统，由于分布式发电系统具有小规模、分散等特点，近来年在国内外得到广泛的研究和应用。变换器作为可再生能源与电网或负载的接口，其性能直接可再生能源发电系统的性能。为提高可再生能源发电系统变换器的性能和减少变换器滤波电感的大小，多电平变换器成为可再生能源发电系统新的选择。对于多电平变换器，如果要求输出更多的电压电平，中点钳位型结构多电平结构所需要的钳位二极管显著地增加，飞跨电容多电平中的电容大大增加，级联H桥结构中隔离变压器的数量大大增加。为了克服以上多电平的不足，专利技术一种新型九电平变换器，提高可再生能源发电系统中变换器的效率和性能。因此，九电平变换器在可再生能源发电系统有很好的应用前景。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是专利技术一种能够进一步增加多电平变换器输出电压的数量，并且尽量减少多电平逆变器的组件的九电平变换器。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
[0004]一种九电平变换器，包括电力电子开关管SW1、电力电子开关管SW2、电力电子开关管SW3、电力电子开关管SW4、电力电子开关管SW5、电力电子开关管SW6、电力电子开关管SW7、电力电子开关管SW8、电力电子开关管SW9、电力电子开关管SW10以及电容C
dc1
、电容C
dc2
和电容C
dc3
构成。该九电平变换器具有由输入点P和输入点N构成的变换器输入端以及由输出点A和输出点B构成的变换器输出端。
[0005]电力电子开关管SW1的漏极与九电平变换器输入点P相连，电力电子开关管SW1的源极与电力电子开关管SW2的漏极相连在点P1，电力电子开关管SW2的源极与电力电子开关管SW3的漏极相连在点P2，电力电子开关管SW3的源极与电力电子开关管SW4的漏极相连在点P3，电力电子开关管SW4的源极与电力电子开关管SW5的漏极相连在输出点A，电力电子开关管SW5的源极与电力电子开关管SW6的漏极相连在输出点N3，电力电子开关管SW6的源极与电力电子开关管SW7的漏极相连在输出点N2，电力电子开关管SW7的源极与电力电子开关管SW8的漏极相连在输出点N1，电力电子开关管SW8的源极与九电平变换器输入端点N相连，电力电子开关管SW9的漏极相连在输入点P，电力电子开关管SW9的源极与电力电子开关管SW10的漏极相连在输出点B，电力电子开关管SW10的源极相连在输入点N。电力二极管D1的阳极与电力二极管D2的阴极相连点O，电力二极管D1的阴极相连点P3，电力二极管D2的阳极相连点N3，电容C
dc1
一端与点P2相连，另一端与点O相连，电容C
dc2
一端与点N2相连，另一端与点O相连，电容C
dc3
一端与点P1相连，另一端与点N1相连。
[0006]该九电平变换器具有24个开关状态S0至S
23
，其开关状态与变换器输出电压如表1
所示(以N点为参考电压)，其中“1”代表电力电子开关管导通，“0”代表电力电子开关管关断，电容C
dc1
的电压控制为V
dc
/4，电容C
dc2
的电压控制为V
dc
/4，电容C
dc3
的电压控制为3V
dc
/4。从表1可以看出：九电平变换器输出电压u
out
为九个电平，分别为V
dc
，3V
dc
/4，2V
dc
/4，V
dc
/4，0，
‑
V
dc
/4，
‑
2V
dc
/4，，
‑
3V
dc
/4，
‑
V
dc
。
[0007]开关状态S0：电力电子开关管SW1、电力电子开关管SW2、电力电子开关管SW3、电力电子开关管SW4、电力电子开关管SW10开通，电力电子开关管SW5、电力电子开关管SW6、电力电子开关管SW7、电力电子开关管SW8、电力电子开关管SW9关断，九电平变换器输出电压为V
dc
。
[0008]开关状态S1：电力电子开关管SW1、电力电子开关管SW2、电力电子开关管SW4、电力电子开关管SW5、电力电子开关管SW10开通，电力电子开关管SW3、电力电子开关管SW6、电力电子开关管SW7、电力电子开关管SW8、电力电子开关管SW9关断，九电平变换器输出电压为3V
dc
/4。
[0009]开关状态S2：电力电子开关管SW2、电力电子开关管SW3、电力电子开关管SW4、电力电子开关管SW8、电力电子开关管SW10开通，电力电子开关管SW1、电力电子开关管SW5、电力电子开关管SW6、电力电子开关管SW7、电力电子开关管SW9关断，九电平变换器输出电压为3V
dc
/4。
[0010]开关状态S3：电力电子开关管SW1、电力电子开关管SW3、电力电子开关管SW4、电力电子开关管SW7、电力电子开关管SW10开通，电力电子开关管SW2、电力电子开关管SW5、电力电子开关管SW6、电力电子开关管SW8、电力电子开关管SW9关断，九电平变换器输出电压为3V
dc
/4。
[0011]开关状态S4：电力电子开关管SW1、电力电子开关管SW2、电力电子开关管SW5、电力电子开关管SW6、电力电子开关管SW10开通，电力电子开关管SW3、电力电子开关管SW4、电力电子开关管SW7、电力电子开关管SW8、电力电子开关管SW9关断，九电平变换器输出电压为2V
dc
/4。
[0012]开关状态S5：电力电子开关管SW1、电力电子开关管SW4、电力电子开关管SW5、电力电子开关管SW7、电力电子开关管SW10开通，电力电子开关管SW2、电力电子开关管SW3、电力电子开关管SW6、电力电子开关管SW8、电力电子开关管SW9关断，九电平变换器输出电压为2V
dc
/4。
[0013]开关状态S6：电力电子开关管SW1、电力电子开关管SW4、电力电子开关管SW5、电力电子开关管SW8、电力电子开关管SW10开通，电力电子开关管SW1、电力电子开关管SW3、电力电子开关管SW6、电力电子开关管SW7、电力电子开关管SW9关断，九电平变换器输出电压为2V
dc
/4。
[0014]开关状态S7：电力电子开关管SW3、电力电子开关管SW4、电力电子开关管SW7、电力电子开关管SW8、电力电子开关管SW10开通，电力电子开关管SW1、电力电子开关管SW2、电力电子开本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种九电平变换器，其特征在于：一种九电平变换器，包括电力电子开关管SW1、电力电子开关管SW2、电力电子开关管SW3、电力电子开关管SW4、电力电子开关管SW5、电力电子开关管SW6、电力电子开关管SW7、电力电子开关管SW8、电力电子开关管SW9、电力电子开关管SW10以及电容C
dc1
、电容C
dc2
和电容C
dc3
构成，该九电平变换器具有由输入点P和输入点N构成的变换器输入端以及由输出点A和输出点B构成的变换器输出端。2.根据权利要求1所述的单相十一电平逆变器，其特征在于：电力电子开关管SW1的漏极与九电平变换器输入点P相连，电力电子开关管SW1的源极与电力电子开关管SW2的漏极相连在点P1，电力电子开关管SW2的源极与电力电子开关管SW3的漏极相连在点P2，电力电子开关管SW3的源极与电力电子开关管SW4的漏极相连在点P3，电力电子开关管SW4的源极与电力电子开关管SW5的漏极相连在输出点A，电力电子开关管SW5的源极与电力电子开关管SW6的漏极相连在输出点N3，电力电子开关管SW6的源极与电力电子开关管SW7的漏极相连在输出点N2，电力电子开关管SW7的源极与电力电子开关管SW8的漏极相连在输出点N1，电力电子开关管SW8的源极与九电平变换器输入端点N相连，电力电子开关管SW9的漏极相连在输入点P，电力电子开关管SW9的源极与电力电子开关管SW10的漏极相连在输出点B，电力电子开关管SW10的源极相连在输入点N，电力二极管D1的阳极与电力二极管D2的阴极相连点O，电力二极管D1的阴极相连点P3，电力二极管D2的阳极相连点N3，电容C
dc1
一端与点P2相连，另一端与点O相连，电容C
dc2
一端与点N2相连，另一端与点O相连，电容C
dc3
一端与点P1相连，另一端与点N1相连。3.根据权利要求1和2所述的九电平变换器，其特征在于：所述九电平逆变器具有24个状态S0至S
23
：开关状态S0：电力电子开关管SW1、电力电子开关管SW2、电力电子开关管SW3、电力电子开关管SW4、电力电子开关管SW10开通，电力电子开关管SW5、电力电子开关管SW6、电力电子开关管SW7、电力电子开关管SW8、电力电子开关管SW9关断，九电平变换器输出电压为V
dc
；开关状态S1：电力电子开关管SW1、电力电子开关管SW2、电力电子开关管SW4、电力电子开关管SW5、电力电子开关管SW10开通，电力电子开关管SW3、电力电子开关管SW6、电力电子开关管SW7、电力电子开关管SW8、电力电子开关管SW9关断，九电平变换器输出电压为3V
dc
/4；开关状态S2：电力电子开关管SW2、电力电子开关管SW3、电力电子开关管SW4、电力电子开关管SW8、电力电子开关管SW10开通，电力电子开关管SW1、电力电子开关管SW5、电力电子开关管SW6、电力电子开关管SW7、电力电子开关管SW9关断，九电平变换器输出电压为3V
dc
/4；开关状态S3：电力电子开关管SW1、电力电子开关管SW3、电力电子开关管SW4、电力电子开关管SW7、电力电子开关管SW10开通，电力电子开关管SW2、电力电子开关管SW5、电力电子开关管SW6、电力电子开关管SW8、电力电子开关管SW9关断，九电平变换器输出电压为3V
dc
/4；开关状态S4：电力电子开关管SW1、电力电子开关管SW2、电力电子开关管SW5、电力电子开关管SW6、电力电子开关管SW10开通，电力电子开关管SW3、电力电子开关管SW4、电力电子开关管SW7、电力电子开关管SW8、电力电子开关管SW9关断，九电平变换器输出电压为2V
dc
/4：
开关状态S5：电力电子开关管SW1、电力电子开关管SW4、电力电子开关管SW5、电力电子开关管SW7、电力电子开关管SW10开通，电力电子开关管SW2、电力电子开关管SW3、电力电子开关管SW6、电力电子开关管SW8、电力电子开关管SW9关断，九电平变换器输出电压为2V
dc
/4；开关状态S6：电力电子开关管SW1、电力电子开关管SW4、电力电子开关管SW5、电力电子开关管SW8、电力电子开关管SW10开通，电力电子开关管SW1、电力电子开关管SW3、电力电子开关管SW6、电力电子开关管SW7、电力电子开关管SW9关断，九电平变换器输出电压为2V
dc
/4；开关状态S7：电力电子开关管SW3、电力电子开关管SW4、电力电子开关管SW7、电力电子开关管SW8、电力电子开关管SW10开通，电力电子开关管SW1、电力电子开关管SW2、电力电子开关管SW5、电力电子开关管SW6、电力电子开关管SW9关断，九电平变换器输出电压为2V
dc
/4；开关状态S8：电力电子开关管SW4、电力电子开关管SW5、电力电子开关管SW7、电力电子开关管SW8、电力电子开关管SW10开通，电力电子开关管SW1、电力电子开关管SW2、电力电子开关管SW3、电力电子开关管SW6、电力电子开关管SW9关断，九电平变换器输出电压为V
dc
/4；开关状态S9：电力电子开关管SW1、电力电子开关管SW5、电力电子开关管SW6、电力电子开关管SW7、电力电子开关管SW10开通，电力电子开关管SW2、电力电子开关管SW3、电力电子开关管SW4、电力电子开关管SW8、电力电子开关管SW9关断，九电平变换器输出电压为V
dc
/4；开关状态S
10
：电力电子开关管S...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡德霖，胡醇，杨勇，
申请(专利权)人：苏州电器科学研究院股份有限公司，
类型：发明
国别省市：