[发明专利]一种新型电力电子变压器拓扑结构

摘要

本发明公开了一种新型电力电子变压器拓扑结构，它涉及大功率柔性VSC变换和直流变压技术。系统结构主要由L或LC滤波器的一端接入高压交流母线，L或LC滤波器的另一端与高压侧H‑VSC变换器的交流侧一端连接，高压侧H‑VSC变换器的交流侧另一端与三相方波变换器S‑VSC的交流侧连接，高压侧H‑VSC变换器的直流侧与直流变压器DCT的高压直流侧连接，三相方波变换器S‑VSC的直流侧与组合式直流变压器A‑DCT的高压直流侧连接，组合式直流变压器A‑DCT的低压侧与直流变压器DCT的低压侧并联接入低压直流母线。本发明减少了系统模块数目、减小了系统的体积、同时减少系统的投资成本，实用性强，易于推广使用。

主权项

1.一种新型电力电子变压器拓扑结构，其特征在于，包括L或LC滤波器(1)、高压侧H‑VSC变换器(2)、基于H桥变换器及高频隔离的直流变压器DCT(3)、三相方波变换器S‑VSC(4)和组合式直流变压器A‑DCT(5)，L或LC滤波器(1)的一端接入高压交流母线，L或LC滤波器(1)的另一端与高压侧H‑VSC变换器(2)的交流侧一端连接，高压侧H‑VSC变换器(2)的交流侧另一端与三相方波变换器S‑VSC(4)的交流侧连接，高压侧H‑VSC变换器(2)的直流侧与直流变压器DCT(3)的高压直流侧连接，三相方波变换器S‑VSC(4)的直流侧与组合式直流变压器A‑DCT(5)的高压直流侧连接，组合式直流变压器A‑DCT(5)的低压侧与直流变压器DCT(3)的低压侧并联接入低压直流母线；所述的高压侧H‑VSC变换器(2)由三相三个桥臂构成，每个桥臂包括n2个机构相同的子模块，高压侧H‑VSC变换器的每个子模块分别与直流变压器DCT构成，所述子模块包括半桥型和全桥型；所述半桥型子模块由一个桥臂和一个电容并联构成；所述全桥型子模块由2个桥臂和一个电容并联而成；所述桥臂包括两个串联的IGBT模块，每个IGBT模块包括一个IGBT和一个反向并联的二极管；一相子模块级联后，其中一端与所述L或LC滤波器相连，另一端与三相方波变换器S‑VSC(4)的交流侧相连；所述子模块的引出端1和引出端2，依次与前后的模块级联，构成一相换流电路，三相换流装置整体并联，所述高压侧H‑VSC变换器(2)的每个子模块分别与直流变压器DCT(3)相连；所述的L或LC滤波器由三相三个电感构成，三个电感的一端分别与高压交流母线三相连接，三个电感的另一端分别与高压侧H‑VSC变换器(2)中三相换流装置的上下桥臂中点连接；所述的L或LC滤波器由三相三个电感和三个电容构成，每相由一个电感和一个电容；每相中的电感串联在主电路中，在电感网侧并联一个电容，三个电容星型连接，三个电感的另一端分别与高压侧H‑VSC变换器(2)中三相换流装置的上下桥臂中点连接；所述的直流变压器DCT(3)包括全桥逆变器(6)、高频变压器(7)和无控整流桥(8)，全桥逆变器(6)、无控整流桥(8)分别接在高频变压器(7)的高压端、低压端；所述的三相方波变换器S‑VSC(4)由三相六个桥臂构成，每个桥臂由n2个相同的子模块级联而成，子模块由一个IGBT构成，一相变换电路子模块级联后与另一相桥臂子模块级联后再与所述高压侧H‑VSC变换器(2)相连，这一相的另两端与组合式直流变压器A‑DCT(5)的高压直流侧相连；所述前端串联后端并联的组合式直流变压器A‑DCT(5)的前端由n4个结构相同的子模块串联而成，串联侧两端直接与三相方波变换器S‑VSC(4)的两电平三相换流装置整体并联，并联侧两端与低压直流母线相连；每一个子模块由一个全桥模块组成，每个全桥模块包括两个桥臂，每个桥臂由两个IGBT串联构成。