【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于高压配电，具体涉及一种mcc子模块、用于配电设备检测的电源装置与电源转换方法。
技术介绍
1、在许多应用中都需要千伏范围内的高压配电来减少传导损耗和系统体积，当前开关器件的电压和电流额定值限制了电源转换器管理的电压范围，因此，需要设计能够管理高电平的电源转换器拓扑结构。目前，模块化多电平转换器(the modular multilevelconverter，mmc)拓扑被认为是一种适用于在具有高电平的中/高压电源中应用的拓扑。mmc能够提供高质量的输出性能，具有高模块化和可扩展的特点，已成为高压直流输电线路和工业变速驱动器、低压/中压电池与电网集成、电力电子变压器、铁路电力牵引系统和船舶电力推进系统等应用的流行解决方案。但mmc没有物理元件连接正极和负极，这可能会导致严重的后果，目前的研究方向是改进故障管理、减小体积和优化冷却尺寸。
2、另一种用于管理高压和大功率转换的方法，是使用多端口发电机或变压器串联几个交流/直流转换单元。例如集成多端口永磁同步发电机的串联堆叠交直流转换架构，多个三相系统中的每一个都连接有源或无源整流器，它们的输出串接形成高压直流母线。以及由h桥单元组成的模块化变换器，使用一个多绕组变压器与几个三相系统。但这一方案的模块化程度较低，工作效率不及mmc。由于现有的解决方案均存在不足之处，因此需要设计性能更优的宽范围稳压电源装置，用于配电变压器耐压试验。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于解决上述现有技术中存在的难题，提供一种mmc子
2、本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种mmc子模块，包括有源整流器与半桥电容；所述半桥电容包括电容器与半桥，电容器并联半桥；所述半桥电容的电容器输入由所述有源整流器稳定后的电压，并通过半桥输出电压。
3、进一步的，所述半桥包括串联的上igbt与下igbt。
4、本专利技术还提供一种用于配电设备检测的电源装置，采用本专利技术的mmc子模块组成三相桥臂；每相桥臂包括上桥臂与下桥臂，上桥臂包括若干串联的mmc子模块，下桥臂包括若干串联的mmc子模块，上桥臂的mmc子模块数与下桥臂的mmc子模块数相等。
5、进一步的，还包括dimmc中央控制器，用于控制功率平衡。
6、进一步的，控制器根据如下功率平衡方程进行控制：
7、pac＝va·ia+vb·ib+vc·ic
8、pdc＝vdc·idc
9、
10、式中，pn,j表示由相j的半桥电容器n提供的有功功率，n∈1{1,2,...,n}，n是半桥电容器的总数；pac表示交流功率，va、vb、分别表示a、b、c三相电压，ia、ib、ic分别表示a、b、c三相电流，pdc表示直流功率，vdc表示直流电压，idc表示直流电流。
11、本专利技术还提供一种电源转换方法，采用本专利技术所述的用于配电设备检测的电源装置将输入的交流或直流功率进行转化后输出交流或直流功率。
12、进一步的，每个mmc子模块均作为输入端口，从而输入分布式电源。
13、进一步的，每个mmc子模块的电压通过各自的有源整流器调节。
14、进一步的，用于配电设备检测的电源装置的每相桥臂中上桥臂电压和下桥臂电压的同极性分量vx1和vx2共同确定了高压直流端口电压vdc。
15、进一步的，所述高压直流端口电压vdc的计算公式如下：
16、
17、式中，vx表示相位输出电压。
18、与现有技术相比，本专利技术的有益效果包括：
19、1、本专利技术的mmc子模块通过源整流器调节电容器ccell的电压，从而提高了拓扑结构应对电压电平波动的能力，并降低了对单元平衡技术的要求，减小了开关损耗，提高了电源装置的功率系数。另外，本专利技术的mmc子模块采用的是半桥，电容器的数量相比现有技术中的mmc子模块减少一半，从而减小了体积和重量。
20、2、本专利技术的用于配电设备检测的电源装置采用本专利技术的mmc子模块，组成了dimmc的拓扑结构，能够减少了拓扑结构的体积和重量。而且，本专利技术的各个mmc子模块串联即可，不需要像现有技术那样组成成对出现的背靠背结构，因此mmc子模块也减半，进一步的减少了拓扑结构的体积和重量。
21、3、本专利技术不仅减少了体积和重量，而且有源整流器为电容器提供了一个稳定的电压从而提高其抗电平波动的能力。
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1.一种MMC子模块，其特征在于：包括有源整流器与半桥电容；所述半桥电容包括电容器与半桥，电容器并联半桥；所述半桥电容的电容器输入由所述有源整流器稳定后的电压，并通过半桥输出电压。
2.根据权利要求1所述的MMC子模块，其特征在于：所述半桥包括串联的上IGBT与下IGBT。
3.一种用于配电设备检测的电源装置，其特征在于：采用如权利要求1～2任一所述的MMC子模块组成三相桥臂；每相桥臂包括上桥臂与下桥臂，上桥臂包括若干串联的MMC子模块，下桥臂包括若干串联的MMC子模块，上桥臂的MMC子模块数与下桥臂的MMC子模块数相等。
4.根据权利要求3所述的用于配电设备检测的电源装置，其特征在于：还包括DIMMC中央控制器，用于控制功率平衡。
5.根据权利要求4所述的用于配电设备检测的电源装置，其特征在于：DIMMC中央控制器根据如下功率平衡方程进行控制：
6.一种电源转换方法，其特征在于：采用如权利要求3所述的用于配电设备检测的电源装置将输入的交流或直流功率进行转化后输出交流或直流功率。
7.根据权利要求6所述的电源
8.根据权利要求6所述的电源转换方法，其特征在于：每个MMC子模块的电压通过各自的有源整流器调节。
9.根据权利要求6所述的电源转换方法，其特征在于：用于配电设备检测的电源装置的每相桥臂中上桥臂电压和下桥臂电压的同极性分量vx1和vx2共同确定了高压直流端口电压vd：
...【技术特征摘要】
1.一种mmc子模块，其特征在于：包括有源整流器与半桥电容；所述半桥电容包括电容器与半桥，电容器并联半桥；所述半桥电容的电容器输入由所述有源整流器稳定后的电压，并通过半桥输出电压。
2.根据权利要求1所述的mmc子模块，其特征在于：所述半桥包括串联的上igbt与下igbt。
3.一种用于配电设备检测的电源装置，其特征在于：采用如权利要求1～2任一所述的mmc子模块组成三相桥臂；每相桥臂包括上桥臂与下桥臂，上桥臂包括若干串联的mmc子模块，下桥臂包括若干串联的mmc子模块，上桥臂的mmc子模块数与下桥臂的mmc子模块数相等。
4.根据权利要求3所述的用于配电设备检测的电源装置，其特征在于：还包括dimmc中央控制器，用于控制功率平衡。
【专利技术属性】
技术研发人员：方健，张敏，王红斌，林翔，田妍，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司广州供电局，
类型：发明
国别省市：
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