[发明专利]一种高压直流变压器及系统

说明书

本发明公开了一种高压直流变压器及系统，变压器包括：多绕组变压器原边与DC/AC模块连接，多绕组变压器的副边与第一AC/DC模块和或第二AC/DC模块连接，其中，DC/AC模块将高压直流转换为交流，第一AC/DC模块、第二AC/DC模块将交流电直接转换为直流电分别为负荷、公共直流母线供电，从而实现对高压进行直接变换给负荷高效供电，具有变换环节少、效率更高、端口多样等优点，第一AC/DC模块内部由一个或多个电压变换器构成，通过精确调整电压变换器的输出电压，能够宽功率范围精细化调整第一AC/DC模块的输出电压，从而更适用于在小电压范围内需要调节输出电流或者功率范围很大的电解水制氢等电解领域。

技术领域

本发明涉及直流供电技术领域，具体涉及一种高压直流变压器及系统。

背景技术

直流输配电技术因其具有独特的技术优势在高压输电网、中压配电网以及微电网等领域得到迅速发展，其核心是直流变换技术或直流变压器技术，负责将高电压等级的直流变换到低电压等级的直流。通常电压等级变换跨度大，需要变换装置的输入输出变比较大，并且需要输出电压在一定范围内可调，甚至需要变换装置的输出端口直接对接负载，或者输出具有多个电压等级的端口。

现有技术通常采用多级变换的方式实现高低压、多端口之间的直流变换，存在变换装置环节多、损耗大、控制复杂、调节精度低等问题，较难实现对负荷进行高压直供电以及变换效率、调节精度的提升。例如，新能源直流微电网制氢应用领域，通常需要将高压直流变换为低压直流再进行电解水制氢，通常由两级或两级以上的功率变换单元级联实现，第一级将高压直流电压转换为一个低等级的公共直流电压，第二级通常再将公共直流电压进行宽功率范围电压调节给电解槽供电。同时，电解的过程通常是在一个较小的电压范围内进行的（如170V~200V），虽然传统电源输出电压范围可以较宽（如0V~200V），但电解时其有效的工作范围较窄（如200V－170V=30V），并且在此较小的电压范围内电解功率是需要从空载到满载全功率调节的，因此需要在较窄的范围内（30V）调节输出高精度的功率较为困难。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的多级变换的方式存在变换装置环节多、损耗大、控制复杂，以及在较窄的范围内调节输出高精度的功率较为困难的缺陷，从而提供一种高压直流变压器及系统。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

第一方面，本发明实施例提供一种高压直流变压器，包括：DC/AC模块、多绕组变压器、第一AC/DC模块和/或第二AC/DC模块，DC/AC模块包括总输入正极、总输入负极、多组输出端，其中，DC/AC模块的总输入正极与高压直流正极连接，DC/AC模块的总输入负极与高压直流负极连接，DC/AC模块的每组输出端与多绕组变压器的一个原边绕组的两个输入端连接，DC/AC模块用于将高压直流电转换为中低频交流电；第一AC/DC模块的第一组输入端与多绕组变压器的一个绕组的两端连接，第一AC/DC模块的第二组输入端与多绕组变压器的另一个绕组的两端连接，第一AC/DC模块的第一输出端、第二输出端分别与相应电压等级的负载供电端的正极、负极连接，所述第一AC/DC模块用于将中低频交流电转换为直流电，为相应电压等级的负载供电；第一AC/DC模块内部由一个或多个电压变换器构成，通过调整电压变换器的输出电压，以使得第一AC/DC模块的输出电压范围为负载有效工作电压的上限电压与下限电压之差；第二AC/DC模块的第一输入端、第二输入端分别与多绕组变压器的一个副边绕组的第一输出端、第二输出端对应连接，第二AC/DC的第一输出端、第二输出端分别与相应电压等级的公共直流母线的正极、负极连接，第二DC/DC模块用于将中低频交流电转换为直流电，为相应电压等级的公共直流母线供电。

在一实施例中，当第一AC/DC模块为两个或两个以上时，输出相同等级电压的第一AC/DC模块的两个输出端对应并联连接后，分别与负载的供电端的正极、负极连接。