功率转换电路、换流器及其控制方法、装置、输电系统制造方法及图纸

本申请涉及一种功率转换电路、换流器及其控制方法、装置、输电系统。该转换电路包括第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第一二极管、第二二极管和储能元件；第一开关管的输入端分别连接第二开关管的输入端、储能元件的正极、第一二极管的阴极；第二开关管的输出端分别连接第四开关管的输入端和第二二极管的阴极；第三开关管的输入端分别连接储能元件的负极、第四开关管的输出端、第二二极管的阳极，且第三开关管的输出端连接第一开关管的输出端。该功率转换电路能正常实现现有全桥式功率转换电路的充电、放电和切除等功能，且至少减少了二极管等电子元器件的数量，有利于实现功率转换电路的小尺寸设计，有利于减小换流器的体积。流器的体积。流器的体积。

【技术实现步骤摘要】
功率转换电路、换流器及其控制方法、装置、输电系统


[0001]本申请涉及电路
，特别是涉及一种功率转换电路、换流器及其控制方法、装置、输电系统。

技术介绍

[0002]随着电力输送场景的日益增加，对于如孤岛供电、可再生能源并网等电力输送需求，若采用传统的交流电缆进行输送，则会由于其输送距离远导致技术成本过高。
[0003]为了解决上述问题，目前多采用柔性直流输电技术进行电力输送，换流器作为柔性直流输电技术的核心设备，其通流能力的强弱与其内部的功率器件面积相关。而为了满足较高的通流能力需求，不得不采用面积较大的功率器件，然而传统的功率器件由于其电路结构复杂导致换流器的体积过大，无法得到广泛适用。

技术实现思路

[0004]基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够减小换流器体积的的功率转换电路、换流器及其控制方法、装置、输电系统。
[0005]第一方面，一种功率转换电路，包括：第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第一二极管、第二二极管和储能元件；
[0006]第一开关管的输入端分别连接第二开关管的输入端、储能元件的正极、第一二极管的阴极；
[0007]第二开关管的输出端分别连接第四开关管的输入端和第二二极管的阴极；
[0008]第三开关管的输入端分别连接储能元件的负极、第四开关管的输出端、第二二极管的阳极，且第三开关管的输出端连接第一开关管的输出端；
[0009]其中，第一二极管的阳极和第二二极管的阴极均用于连接电源，且第一开关管的受控端、第二开关管的受控端、第三开关管的受控端、第四开关管的受控端用于接入控制信号，以对电源的电信号进行功率转换。
[0010]在其中一个实施例中，储能元件为电容。
[0011]在其中一个实施例中，第一开关管、第二开关管、第三开关管及第四开关管中的至少一个为绝缘栅双极型晶体管。
[0012]第二方面，提供一种换流器，包括：
[0013]并联的两个桥臂，桥臂包括第一端和第二端，桥臂的第一端和第二端之间依次串接有若干个如上述实施例中的功率转换电路；
[0014]并联的两个桥臂的连接中点引出第一连接端，并联的两个桥臂未连接的两个端分别引出第二连接端和第三连接端，第一连接端用于连接交流电源，第二连接端和第三连接端用于连接直流电源，以使直流电源和交流电源进行交直流转换。
[0015]在其中一个实施例中，换流器包括三路并联的两个桥臂。
[0016]在其中一个实施例中，换流器还包括：
[0017]换流电抗器，换流电抗器串联于桥臂和交流电源之间。
[0018]第三方面，提供一种输电系统，包括：
[0019]两个如上述实施例中的换流器，每个换流器的第一连接端用于连接交流电源，每两个换流器的第二连接端和第三连接端分别对应连接，以进行不同交流电源之间的换流。
[0020]第四方面，提供一种换流器控制方法，应用于上述实施例中的换流器，方法包括：
[0021]获取桥臂中各储能元件的电压；
[0022]根据桥臂中各储能元件的电压，确定桥臂中各功率转换电路的工作模式，工作模式包括充电模式、放电模式、充电切除模式和放电切除模式；
[0023]根据各功率转换电路的工作模式，生成目标控制信号至功率转换电路的第一开关管的受控端、第二开关管的受控端、第三开关管的受控端及第四开关管的受控端；
[0024]其中，目标控制信号为能够驱动功率转换电路工作在对应的工作模式的信号。
[0025]第五方面，提供一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述实施例中的方法的步骤。
[0026]第六方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述实施例中的方法的步骤。
[0027]上述功率转换电路、换流器及其控制方法、输电系统，至少具有以下有益效果：
[0028]基于第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第一二极管、第二二极管和储能元件以及他们之间的连接，即，第一开关管的输入端分别连接第二开关管的输入端、储能元件的正极、第一二极管的阴极；第二开关管的输出端分别连接第四开关管的输入端和第二二极管的阴极；第三开关管的输入端分别连接储能元件的负极、第四开关管的输出端、第二二极管的阳极，且第三开关管的输出端连接第一开关管的输出端，构成了上述功率转换电路。其中，第一二极管的阳极和第二二极管的阴极均用于连接电源，且第一开关管的受控端、第二开关管的受控端、第三开关管的受控端、第四开关管的受控端用于接入控制信号，以对电源的电信号进行功率转换。该功率转换电路相对于传统技术中常用的全桥式功率转换电路，在控制信号的控制下，能正常实现现有全桥式功率转换电路的充电、放电和切除等功能，且至少减少了二极管等电子元器件的数量，有利于实现功率转换电路的小尺寸设计，且电子元器件数量的减少可降低故障发生频次，提高可靠性。
[0029]此外，电子元器件数量的减少，可进一步减少器件对应所需的冷却水路，当其应用于换流器时，有利于减小换流器的体积，使其能广泛适用于各种安装空间大小不同的场景。
附图说明
[0030]为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0031]图1为一个实施例中功率转换电路图；
[0032]图2a为一个实施例中功率转换电路的充电模式下电流分布示意图；
[0033]图2b为一个实施例中功率转换电路的充电切除模式下电流分布示意图；
[0034]图2c为一个实施例中功率转换电路的放电模式下电流分布示意图；
[0035]图2d为一个实施例中功率转换电路的放电切除模式下电流分布示意图；
[0036]图3为一个实施例中换流器的结构示意图；
[0037]图4为一个实施例中换流器控制方法的流程示意图；
[0038]图5为一个实施例中的换流器控制装置的结构框图；
[0039]图6为一个实施例中的计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
[0040]为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。
[0041]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。
[0042]可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种功率转换电路，其特征在于，包括：第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第一二极管、第二二极管和储能元件；所述第一开关管的输入端分别连接所述第二开关管的输入端、所述储能元件的正极、所述第一二极管的阴极；所述第二开关管的输出端分别连接所述第四开关管的输入端和所述第二二极管的阴极；所述第三开关管的输入端分别连接所述储能元件的负极、所述第四开关管的输出端、所述第二二极管的阳极，且所述第三开关管的输出端连接所述第一开关管的输出端；其中，所述第一二极管的阳极和所述第二二极管的阴极均用于连接电源，且所述第一开关管的受控端、所述第二开关管的受控端、所述第三开关管的受控端、所述第四开关管的受控端用于接入控制信号，以对所述电源的电信号进行功率转换。2.根据权利要求1所述的功率转换电路，其特征在于，所述储能元件为电容。3.根据权利要求1所述的功率转换电路，其特征在于，所述第一开关管、所述第二开关管、所述第三开关管及所述第四开关管中的至少一个为绝缘栅双极型晶体管。4.一种换流器，其特征在于，包括：并联的两个桥臂，所述桥臂包括第一端和第二端，所述桥臂的第一端和第二端之间依次串接有若干个如权利要求1
‑
3任一项所述的功率转换电路；并联的两个桥臂的连接中点引出第一连接端，并联的两个桥臂未连接的两个端分别引出第二连接端和第三连接端，所述第一连接端用于连接交流电源，所述第二连接端和所述第三连接端用于连接直流电源，以使所述直流电源和所述交流电源...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁宁，严喜林，邹延生，肖凯，彭茂兰，彭光强，何竞松，武霁阳，刘航，冯雷，张楠，国建宝，黄义隆，
申请(专利权)人：中国南方电网有限责任公司超高压输电公司电力科研院，
类型：发明
国别省市：