[发明专利]变流器

说明书

本申请实施例提供了一种变流器，用于连接在直流系统和交流系统之间进行直流和交流的相互变换，变流器包括开关网络、滤波器和控制单元，开关网络包括第一开关电路和第二开关电路，第一开关电路包括M个储能元件和M个桥臂电路，M个桥臂电路中的一个桥臂电路包括一个全控型器件，其余M‑1个桥臂电路包括两个反向串联的全控型器件，第二开关电路包括N个储能元件和N个桥臂电路，N个桥臂电路中的一个桥臂电路包括一个全控型器件，其余N‑1个桥臂电路包括两个反向串联的全控型器件。本申请提供的变流器在提供四电平或者四电平以上的多电平时，可以降低开关网络的电路损耗，提高变流器的效率。

技术领域

本申请实施例涉及能源供电领域，并且更具体地，涉及变流器。

背景技术

随着经济社会的发展，能源危机逐步凸显以及全球环境的逐渐恶化，发展和使用清洁替代能源已成为的能源行业的重要目标。伴随新能源发电、储能以及新能源汽车产业的不断发展，作为核心能源控制装置的变流器成为清洁能源应用的关键因素之一，其中变流器是实现可再生能源—太阳能光伏能源向电网传递的必不可少单元。

变流器用于连接交流电力系统以及直流电力系统并实现两个系统之间能量传递。根据能量流向的不同又区分为整流和逆变两种工作状况，其中能量从直流系统传递到交流系统被称为逆变，而从交流系统传递到直流系统称为整流。

通常情况下，变流器包括开关网络、连接开关网络和交流系统的滤波器、连接所述滤波器的控制单元。

变流器的开关网络通常为可以输出两组电平的两电平开关网络。两电平开关网络虽然结构简单，但是电路损耗较大，变流效率低。为了提高变流器的整流效率，变流器可以采用多电平开关网络。

但是，随着人们对变流器的效率的要求的提高，传统的多电平开关网络的电路损耗使得变流器的效率越来越不能满足人们的需求。也就是说，人们希望能够提出一种效率更高的变流器。

发明内容

本申请实施例提供了变流器，在提供四电平或者四电平以上的多电平时，可以降低开关网络的电路损耗，提高变流器的效率。

第一方面，本申请提供了一种变流器，用于连接在直流系统和交流系统之间进行直流和交流的相互变换，所述变流器包括开关网络、滤波器和控制单元，所述开关网络包括第一开关电路和第二开关电路，所述控制单元用于向所述开关网络输出控制信号，所述开关网络用于根据所述控制单元输出的控制信息将所述直流系统输出的直流电转变为多电平，所述滤波器用于根据所述多电平向所述交流系统输出交流电；所述第一开关电路包括M个储能元件和M个桥臂电路，所述M个桥臂电路中的一个桥臂电路包括一个全控型器件，其余M-1个桥臂电路包括两个反向串联的全控型器件，M为大于或等于1的整数；所述M个桥臂电路中的第i个桥臂电路的第一端与所述M个桥臂电路中的第i+1个桥臂电路的第一端，通过所述M个储能元件中的第i个储能元件相连，所述M个桥臂电路中的第M个桥臂电路的第一端通过所述M中的第M个储能元件与所述滤波器的第一端相连，所述M个桥臂电路中每个桥臂电路的第二端与所述滤波器的第二端相连，i为大于或等于1、且小于M的整数；所述第二开关电路包括N个储能元件和N个桥臂电路，所述N个桥臂电路中的一个桥臂电路包括一个全控型器件，其余N-1个桥臂电路包括两个反向串联的全控型器件，N为大于或等于4-M的整数；所述N个桥臂电路中的第j个桥臂电路的第一端与所述N个桥臂电路中的第j+1个桥臂电路的第一端，通过所述N中的第j个储能元件相连，所述N个桥臂电路中的第N个桥臂电路的第一端通过所述N中的第N个储能元件与所述滤波器的第一端相连，所述N个桥臂电路中每个桥臂电路的第二端与所述滤波器的第二端相连，j为大于或等于1、且小于N的整数；所述N个桥臂电路和所述M个桥臂电路中的每个全控型器件与所述控制单元连接，所述控制单元具体用于控制所述每个全控型器件的开通和关断。