[发明专利]一种可变频率变压器故障穿越电路的级联变换器及电路

说明书

本申请公开了一种可变频率变压器故障穿越电路的级联变换器，通过级联变换器的九个开关可以等效出两个六开关的三相变换器，等效出的两个三相变换器分别通过第一输出端和第二输出端实现原有的三相变换器的功能，由于只使用了九个开关实现了十二个开关的功能，降低了变换器的成本，进一步降低异步电网在建造时的总成本，提高资源的利用率。本申请还公开了一种可变频率变压器故障穿越电路以及可变频率变压器电路，具有上述有益效果。

技术领域

本申请涉及电网异步互联技术领域，特别涉及一种可变频率变压器故障穿越电路的级联变换器、可变频率变压器故障穿越电路以及可变频率变压器电路。

背景技术

随着电网的不断建设，不同国家之间的电网可以将电能资源进行共享。其中，可以通过可变频率变压器，将不同频率的电网之间相互连接。其中，可变频率变压器是一种新型电网异步互联装置，可以实现不同频率电网的相互连接。与背靠背高压直流输电相比，可变频率变压器具有更好的自然阻尼和惯性支撑能力；运行平滑，无谐波污染；控制简单且过载能力强。

然而，可变频率变压器不具备故障穿越能力，当可变频率变压器的一侧电网发生电压跌落和不平衡故障时，可变频率变压器会被迫传输过大的短路电流和产生转矩波动，影响电网的安全稳定运行，严重时还会导致设备损坏。

为实现可变频率变压器的正常运行和电网故障穿越运行，目前技术一种可变频率变压器故障穿越电路，请参考图1，图1为现有技术提供的一种故障穿越电路。

其中，包括1个H桥变换器、2个串联三相变换器以及2个并联三相变换器。其中，H桥变换器用于控制可变频率变压器的直流电机，实现对有功功率的调节；串联三相变换器用于控制串联补偿变压器，实现可变频率变压器的故障穿越；并联三相变换器用于控制直流母线电压，为H桥变换器、串联三相变换器提供所需电能。由于电网故障可能发生在可变频率变压器的任意一侧，因此实现故障穿越控制需要2个串联三相变换器提供补偿电压，同时需要2个并联三相变换器为直流母线提供电能以维持系统的正常运行。

但是现有技术中用于实现故障穿越的2个串联三相变换器需要由12个功率开关管组成，会导致该故障穿越电路的总成本过高，增大电网构建时的建造成本，并且过多的功率开关管还会增加电路的功耗。

因此，如何降低故障穿越电路的功率开关管的数量是本领域技术人员所关注的重点问题。

发明内容

本申请的目的是提供一种可变频率变压器故障穿越电路的级联变换器、可变频率变压器故障穿越电路以及可变频率变压器电路，通过级联变换器的九个开关可以等效出两个六开关的三相变换器，等效出的两个三相变换器分别通过第一输出端和第二输出端实现原有的三相变换器的功能，由于只使用了九个开关实现了十二个开关的功能，降低了变换器的成本，进一步降低异步电网在建造时的总成本，提高资源的利用率。

为解决上述技术问题，本申请提供一种可变频率变压器故障穿越电路的级联变换器，包括：第一输出端、第二输出端、直流端、第一开关、第二开关直至第九开关；

所述第一输出端的第一相分别与所述第一开关的第二端和所述第四开关的第一端连接，所述第一输出端的第二相分别与所述第二开关的第二端和所述第五开关的第一端连接，所述第一输出端的第三相分别与所述第三开关的第二端和所述第六开关的第一端连接；所述第二输出端的第一相分别与所述第四开关的第二端和所述第七开关的第一端连接，所述第二输出端的第二相分别与所述第五开关的第二端和所述第八开关的第一端连接，所述第二输出端的第三相分别与所述第六开关的第二端和所述第九开关的第一端连接；

所述第一开关的第一端、所述第二开关的第一端、所述第三开关的第一端相互连接，其公共端作为所述直流端的正极，所述第七开关的第二端、所述第八开关的第二端、所述第九开关的第二端相互连接，其公共端作为所述直流端的负极。

可选的，所述第一开关、所述第二开关直至所述第九开关均包括绝缘栅双极型晶体管IGBT和二极管；