[发明专利]模块化电源系统

说明书

一种模块化电源系统，被配置为包括：一个主控制器，被配置为输出主控制信号；N个本地控制器，其中每一个所述本地控制器被配置为接收所述主控制信号，以输出至少一个本地控制信号；N个辅助电源，与所述N个本地控制器一一对应，其中每一个所述辅助电源被配置为给对应的所述本地控制器提供电源；以及N个功率单元，与所述N个本地控制器一一对应，其中每一个所述功率单元包括第一端和第二端，每一个所述功率单元的所述第二端连接到相邻的一个所述功率单元的所述第一端，每一个所述功率单元被配置为包括M个功率变换器，每一个所述功率变换器被配置为根据对应的所述本地控制器输出的所述本地控制信号运行。

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，特别涉及一种模块化电源系统。

背景技术

目前，在一些较高电压等级(如10kV以上)应用场合，如静止无功发生器(StaticVar Generator，SVG)、中压变频器(Medium Variable-frequency Drive，MVD)以及轻型高压直流输电系统(High Voltage Direct Current Transmission Light，HVDC-Light)等，由于系统电压等级较高，受半导体器件的耐压等级和成本所限，通常都采用功率单元级联的电路拓扑结构。

传统的功率单元级联的拓扑结构需要给每一个功率单元即功率变换器配备一套光纤、辅助电源、本地控制器。这种功率单元级联的拓扑结构随着电压等级的提高，需要级联的功率单元的数量也随之增加，导致光纤、辅助电源及本地控制器的数量也随之增加，使得这种拓扑结构的设计复杂，成本高，同时也会降低其可靠性。

图1是现有技术中一个三相SVG系统的结构示意图。图2是现有技术中一个更具体的三相SVG系统的示意图。图1和图2中的SVG系统包括三相电路，每一相电路中的功率单元级联连接。

如图1中所示，该SVG系统的每一相电路都由多个功率单元1级联而成。这里的术语“级联”在本领域中是公知常识，即每一个功率单元包括第一端T₁和第二端T₂，相邻两个功率单元的其中一个的第二端T₂与另一个的第一端T₁连接。每一相电路的第1个功率单元的第一端T₁经滤波器L分别连接到三相电网的U_A、U_B和U_C三相线路上，每一相电路的最后一个功率单元的第二端相互连接。

如图2所述，该SVG系统的每一相电路都由8个功率单元P₁至P₈级联而成。每一个功率单元包括如图1中所示的第一端和第二端，其中相邻两个功率单元的其中一个的第二端与另一个的第一端连接。例如，功率单元P₁的第二端与功率单元P₂的第一端连接，功率单元P₂的第二端与功率单元P₃的第一端连接，依次类推，功率单元P₇的第二端与功率单元P₈的第一端连接。三相电路中三个功率单元P₁的第一端经过滤波电路(由电感L、电阻R和电容C组成)分别连接于三相电网G的U_A、U_B和U_C相，其中三相电网G的U_A、U_B和U_C相连接负载R_load。三相电路中三个功率单元P₈的第二端相互连接。每一个功率单元中包括四个功率开关器件2。每一个功率开关器件2由一个功率半导体开关S与一个反向并联的体二极管或外接二极管D构成。功率半导体开关S的集电极与二极管D的阴极连接，功率半导体开关S的发射极与二极管D的阳极连接。由于功率半导体开关S与一个反向并联的体二极管或外接二极管D二者通常作为一个整体使用，所以为了描述简洁的目的，以下描述中不再单独提及反向并联的体二极管或外接二极管D。