[实用新型]基于MMC模块化多电平逆变器的高位取能装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种基于MMC模块化多电平逆变器的高位取能装置。

背景技术

模块化多电平逆变器用于柔性直流输电中，具有电压等级高、工作的电磁环境恶劣等特点。多电平逆变器基本组成单元是功率模块，由功率模块串联组成。功率模块的拓扑基本上都是DC/AC方案，即实现DC（直流）和AC（交流）能量之间的变换。直流侧通常采用电容器进行储能。每个功率模块都有自己的控制装置、驱动装置和保护装置，这些装置都需要供电，如何取能供电，是非常重要的问题。功率模块的供电必须采用隔离、可靠的方式。

高位取能电源需要实现在直流输入电压300Vdc～3700Vdc的范围内取能，为功率模块的工作提供控制电源，并在复杂电磁场环境下能够安全可靠的工作，现有技术中，具有超过3000V直流电压工作范围的取能装置还不常用。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种基于MMC模块化多电平逆变器的高位取能装置，该取能电源可实现在直流输入电压300Vdc～3700Vdc的范围内取能，串联的滤波电容均压效果好，可为功率模块的工作提供可靠的控制电源，保证在复杂电磁场环境下能够安全可靠的工作。

为实现上述目的，本实用新型通过以下技术方案实现：

一种基于MMC模块化多电平逆变器的高位取能装置，包括输入端共模电感、滤波电路、第一级电源变换器、第二级电源变换器、整流电路、输出端共模电感组成，输入端共模电感接于高压输入端，起到抗电磁干扰的作用，共模电感的输出端与滤波电路输入端相连接，滤波电路的输出端接第一级电源变换器的输入端，第一级电源变换器的输出端接共模电感，共模电感的输出端与第二级电源变换器的输入端相连接，第二级电源变换器的输出端接整流电路，整流电路的输出端与共模电感的输入端连接；第二级电源变换器的输出端还接有故障采集电路，故障采集电路通过光纤与逆变器的控制器相通讯。

所述的第一级电源变换器由多个功率电路组成，各功率电路的输入端串联，与滤波电路输出端连接，各功率电路的输出端并联，与共模电感连接。

所述的滤波装置由多个电容串联组成，每个电容均并联有均压电阻，各均压电阻阻值相同，各均压电阻均串联有可控开关，均压电阻与可控开关组成的可投切的电阻均压电路并联在电容两端，所述的可控开关为常开状态、且为在各电容承受的电压差值超过设定值时同时闭合，在各电容承受的电压在设定值以内时同时断开的可控开关。

所述的多个高位取能装置的输出端正极分别串联二极管后并联，形成冗余结构。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1）该取能电源可实现在直流输入电压300Vdc～3700Vdc的范围内取能，可为功率模块的工作提供可靠的控制电源，保证在复杂电磁场环境下能够安全可靠的工作。

2）滤波装置采用串联的电容结构，电容设有均压保护装置，可保证装置的可靠性。

3）具有高位取能电源的冗余设计，当工作电源出现故障时，冗余电源可立刻投入工作，从而保证逆变器中控制系统的供电可靠性。

附图说明

图1是本实用新型高位取能装置的电气结构图。

图2是第一级电源变换器的原理结构图。

图3是高位取能装置的冗余结构连接图。

具体实施方式

下面结合附图详细叙述本实用新型的具体实施方式。

见图1，一种基于MMC模块化多电平逆变器的高位取能装置，包括输入端共模电感L1、滤波电路、第一级电源变换器、第二级电源变换器、整流电路、故障采集电路、共模电感L2、输出端共模电感L3组成，输入端共模电感L1接于高压输入端，起到抗电磁干扰的作用，共模电感L1的输出端与滤波电路输入端相连接，滤波电路的输出端接第一级电源变换器的输入端，第一级电源变换器的输出端接共模电感L2，共模电感L2的输出端与第二级电源变换器的输入端相连接，第二级电源变换器的输出端接整流电路，整流电路的输出端与共模电感L3的输入端连接；第二级电源变换器的输出端还接有故障采集电路，故障采集电路通过光纤与逆变器的控制器相通讯。

见图2，所述的第一级电源变换器由多个功率电路组成，各功率电路的输入端串联，与滤波电路输出端连接，各功率电路的输出端并联，与共模电感L3连接。通过多个功率电路的输入端串联，可降低输入电压压力，提高电路的可靠性。