[发明专利]一种用于能源互联网的多端口电力电子变换器

摘要

本发明涉及一种用于能源互联网的多端口电力电子变换器，属于电力电子变换器技术领域。本发明变换器由一个静止同步串联补偿器、一个静止同步补偿器、一个DC‑DC变换器和一个三相DC‑AC逆变器组成。静止同步串联补偿器和静止同步补偿器都是基于模块化多电平变换器而构成；DC‑DC变换器是由多个隔离型DC‑DC变换器进行输入串联、输出并联而构成，且与静止同步串联补偿器和静止同步补偿器共用高压直流母线。本发明变换器集统一潮流控制器和电力电子变压器的功能于一身，优势互补，成本降低；采用模块化的结构，易于扩展和设置备用，在未来能源互联网中具有重要的应用前景。

主权项

1.一种用于能源互联网的多端口电力电子变换器，其特征在于包括：一个静止同步串联补偿器、一个静止同步补偿器、一个DC‑DC变换器和一个三相DC‑AC逆变器；所述的静止同步串联补偿器的一个高压交流端口和静止同步补偿器的一个高压交流端口分别与能源互联网的高压交流电网相连，静止同步串联补偿器的另一个高压交流端口与静止同步补偿器的另一个高压交流端口相接；静止同步串联补偿器的高压直流端口、静止同步补偿器的高压直流端口和DC‑DC变换器的高压直流端口同时与能源互联网的高压直流电网相连；DC‑DC变换器的低压直流端口和三相DC‑AC逆变器的低压直流端口同时与能源互联网的低压直流电网相连；三相DC‑AC逆变器的低压交流端口与能源互联网的低压交流电网相连；其中所述的静止同步串联补偿器，由三个单相变压器、一个三相旁路开关和一个模块化多电平变换器构成，所述的三个单相变压器的原边的一端分别与能源互联网中的高压交流电网相连，三个单相变压器的原边的另一端分别与静止同步补偿器的高压交流端口相接，三个单相变压器副边的一端采用三相星形接法，三个单相变压器副边的另一端与所述的模块化多电平变换器的交流输出端通过滤波电感相连；所述的三相旁路开关与三个单相变压器并联；模块化多电平变换器串联在三个单相变压器与静止同步串联补偿器的高压直流端口之间；模块化多电平变换器由多个半桥子模块级联而成；所述的半桥子模块由一个电容和两个电力电子开关构成；所述的两个电力电子开关串联连接，构成一个桥臂，所述的电容的正极与桥臂上端相连，所述电容的负极与桥臂下端相连，桥臂的中点和下端构成了所述半桥子模块的两个输出端；其中所述的静止同步补偿器包括一个模块化多电平变换器，静止同步补偿器中的模块化多电平变换器通过滤波电感与能源互联网中的高压交流电网相连；模块化多电平变换器由多个半桥子模块级联而成；所述的半桥子模块由一个电容和两个电力电子开关构成；所述的两个电力电子开关串联连接，构成一个桥臂，所述的电容的正极与桥臂上端相连，所述电容的负极与桥臂下端相连，桥臂的中点和下端构成了所述半桥子模块的两个输出端；其中所述的DC‑DC变换器，由多个隔离型DC‑DC变换器输入串联、输出并联而构成，DC‑DC变换器的输入端与静止同步补偿器的高压直流端口相连，DC‑DC变换器的输出端与三相DC‑AC逆变器的低压直流端口相连；其中所述的三相DC‑AC逆变器，包括一个低压直流电容、三个两电平桥臂和一个三相滤波电感；所述的三相DC‑AC逆变器的输入端与所述的低压直流电容和所述的三个两电平桥臂并联连接；所述的三相DC‑AC逆变器的输出端通过所述的三相滤波电感与所述的三个两电平桥臂的中点相连；或为：其中所述的三相DC‑AC逆变器，包括两个低压直流电容、三个二极管中点钳位式三电平桥臂和一个三相滤波电感；所述的两个低压直流电容串联连接；所述的三相DC‑AC逆变器的输入端与所述的两个串联连接的低压直流电容的两端并联；所述的三个二极管中点钳位式三电平桥臂与所述的两个串联连接的低压直流电容的两端并联；所述的三相DC‑AC逆变器的输出端通过所述的三相滤波电感与三个二极管中点钳位式三电平桥臂的中点相连；或为：其中所述的三相DC‑AC逆变器，包括一个低压直流电容、四个两电平桥臂和一个三相LC滤波电路；所述的三相DC‑AC逆变器的输入端与所述的低压直流电容和所述的四个两电平桥臂并联连接；所述的三相DC‑AC逆变器的三相输出端通过三相LC滤波电路与三个两电平桥臂的中点相连；所述的三相LC滤波电路的电容呈星形连接，星形连接的中点与第四个两电平桥臂的中点相连，构成中线输出端。