[发明专利]一种电能变换电路、电力电子装置、相关系统和方法

说明书

一种电能变换电路、电力电子装置、相关系统和方法，设置在电力电子装置中的电能变换电路，在功率流由受控对象流向交流电网的方向上，可首先将受控对象输出的电能转换为直流电，再将转换得到的直流电升压以及转换为交流电并输出至交流电网，或者，在功率流由交流电网流向受控对象的方向上，首先将交流电网输出的电能转换为直流电，再将转换得到的直流电降压并变换后提供给受控对象，从而可无需在电力电子装置与中/高压交流电网之间设置电力变压器，即可实现电力电子装置的并网，降低了系统的安装难度。

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种电能变换电路、电力电子装置、相关系统和方法。

背景技术

电力电子装置是采用功率半导体器件作为开关器件，构成电压和电流变换电路，实施电磁能量可控变换的装置。电力电子装置不但实施电能的可控变换、传输、处理和控制，而且是将能量与信息高度集成于一体的装置。电力电子装置包括新能源变流器、储能系统并网变流器、电机拖动变流器等，在传统产业、高技术产业，特别是在电力节能领域都得到了广泛应用。

对于我国目前的交流电压等级来说，中压电网指的是1kV～35kV的电网，高压电网指的是35kV～220kV的电网。在现有技术中，将电力电子装置并入中/高压交流电网，通常是通过电力变压器实现的。

但是，本发明的发明人在实施本发明的过程中发现，随着电力电子装置功率等级的提升，电力电子装置与电力变压器之间的电力线缆被设置得越来越粗，导致电力系统的安装愈加困难；同时大功率电力变压器的体积大、质量重，这些都进一步加剧了系统的安装难度。

发明内容

本发明实施例提供了一种电能变换电路、电力电子装置、相关系统和方法，用以解决现有的电力电子装置通过电力变压器并入中/高压交流电网导致的系统的安装难度大的问题。

本发明实施例提供了一种电能变换电路，应用于电力电子装置，包括低压模块、变压模块以及逆变模块，其中：

所述低压模块，用于接收受控对象输出的电能，并将接收到的电能转换为电压幅值为第一设定值的直流电；所述变压模块，用于对所述电压幅值为第一设定值的直流电进行升压，得到电压幅值为第二设定值的直流电；所述逆变模块，用于将所述电压幅值为第二设定值的直流电转换为交流电后输出至交流电网；其中，所述第二设定值高于所述第一设定值；

或者，

所述逆变模块，用于将交流电网输出的交流电转换为电压幅值为第三设定值的直流电；所述变压模块，用于对所述电压幅值为第三设定值的直流电进行降压，得到电压幅值为第四设定值的直流电；所述低压模块，用于对所述电压幅值为第四设定值的直流电进行设定转换，并将转换后的电能输出至受控对象；其中，所述第四设定值低于所述第三设定值。

可选地，所述低压模块包括一个或多个低压子模块，任一低压子模块的第一端和与所述任一低压子模块相对应的受控对象连接，第二端通过与所述任一低压子模块相对应的低压直流母线与所述变压模块连接，其中：

所述任一低压子模块，用于将与所述任一低压子模块相对应的受控对象输出的电能转换为所述电压幅值为第一设定值的直流电，并输出至所述变压模块；或者，

用于接收所述变压模块输出的所述电压幅值为第四设定值的直流电，并将所述电压幅值为第四设定值的直流电进行设定转换后输出至与所述任一低压子模块相对应的受控对象。

进一步可选地，所述任一低压子模块包括一个或两个以上并联的低压子电路，所述低压子电路，包括全桥可控整流电路、多电平可控整流电路以及Boost直流直流变换电路中的任意一个或多个。

可选地，所述变压模块包括一个或多个变压子模块，任一变压子模块的第一端通过所述任一变压子模块所对应的低压直流母线与相对应的低压子模块连接，第二端通过所述任一变压子模块所对应的高压直流母线与所述逆变模块连接，其中：