[发明专利]一种全隔离型多端口换流器

摘要

本发明公开了属于电力系统与电力电子技术领域的一种全隔离型多端口换流器。所述换流器采用中高频隔离变压器实现电气隔离并构建单组或多组中高频交流母线。所述单组中高频交流母线组合方式中，所有中高频隔离变压器的副边并联，构成单组中高频交流母线；在多组中高频交流母线组合方式中，中高频隔离变压器的副边分别接至不同组别的中高频交流母线。本发明借助中高频隔离变压器和中高频交流母线实现的多端口换流器组合，使各个模块和端口在电气上相互隔离，各模块、各端口的空间布置灵活，各端口的控制更为独立和灵活，便于工程实施。

主权项

1.一种全隔离型多端口换流器，其特征在于，所述多端口换流器采用中高频隔离变压器构建单组或多组中高频交流母线，以实现各端口之间的电气隔离，所述多端口换流器有以下两种组合方式：1)单组中高频交流母线组合方式假设多端口换流器的端口1为中高压交流端口，包括1个中高压三相换流器，n个模块，以及n个中高频隔离变压器；模块H1‑1，模块H1‑2，…，模块H1‑n的直流侧分别与中高压三相换流器相连，各模块的交流侧分别与中高频隔离变压器T1‑1、中高频隔离变压器T1‑2…中高频隔离变压器T1‑n的原边相连；端口2为中低压交流端口，包括1个中低压三相换流器，m个模块，以及m个中高频隔离变压器；模块H2‑1，模块H2‑2，…，模块H2‑m的直流侧分别与低压三相换流器相连，各模块的交流侧分别与中高频隔离变压器T2‑1，中高频隔离变压器T2‑2，…，中高频隔离变压器T2‑m的原边相连；端口3为中高压直流端口，包括j个模块和j个中高频隔离变压器，模块H3‑1，模块H3‑2，…，模块H3‑j的直流侧串联构成中高压直流端口的正极和零极，各模块的交流侧分别与中高频隔离变压器T3‑1，中高频隔离变压器T3‑2，…，中高频隔离变压器T3‑j的原边相连；端口4为中低压直流端口，包含k个模块和k个中高频隔离变压器，模块H4‑1，模块H4‑2，…，模块H4‑k的直流侧并联构成低压直流端口的正极和零极，各模块交流侧分别与中高频隔离变压器T4‑1，中高频隔离变压器T4‑2，…，中高频隔离变压器T4‑k的原边相连，上述所有中高频隔离变压器的副边并联，构成单组中高频交流母线；与端口1、2、3、4类似，其他端口通过中高频隔离变压器与单组中高频交流母线相连；2)多组中高频交流母线组合方式假设多端口换流器的端口1为中高压交流端口，包括3个单相换流器，n个模块，以及n个中高频隔离变压器；其中，模块H1‑A1，模块H1‑A2，…，模块H1‑An的直流侧分别与A相换流器相连，各模块的交流侧分别与中高频隔离变压器T1‑A1，中高频隔离变压器T1‑A2，…，中高频隔离变压器T1‑An的原边相连，每个中高频隔离变压器的副边并联，连接至第1组中高频交流母线；模块H1‑B1，模块H1‑B2，…，模块H1‑Bn的直流侧分别与B相换流器相连，各模块的交流侧分别与中高频隔离变压器T1‑B1，中高频隔离变压器T1‑B2，…，中高频隔离变压器T1‑Bn的原边相连，每个中高频隔离变压器的副边并联，连接至第2组中高频交流母线；模块H1‑C1，模块H1‑C2，…，模块H1‑Cn的直流侧分别与C相换流器相连，各模块的交流侧分别与中高频隔离变压器T1‑C1，中高频隔离变压器T1‑C2，…，中高频隔离变压器T1‑Cn的原边相连，每个中高频隔离变压器的副边并联，连接至第3组中高频交流母线；其中，An、Bn、Cn之和为n；端口2为低压交流端口，包括1个低压三相换流器，m个模块，以及m个中高频隔离变压器；每个模块的直流侧均与低压三相换流器相连，其中，模块H2‑A1，模块H2‑A2，…，模块H2‑Am的交流侧分别与中高频隔离变压器T2‑A1，中高频隔离变压器T2‑A2，…，中高频隔离变压器T2‑Am的原边相连，每个中高频隔离变压器的副边并联，连接至第1组中高频交流母线；模块H2‑B1，模块H2‑B2，…，模块H2‑Bm的交流侧分别与中高频隔离变压器T2‑B1，中高频隔离变压器T2‑B2，…，中高频隔离变压器T2‑Bm的原边相连，每个中高频隔离变压器的副边并联，连接至第2组中高频交流母线；模块H2‑C1，模块H2‑C2，…，模块H2‑Cm的交流侧分别与中高频隔离变压器T2‑C1，中高频隔离变压器T2‑C2，…，中高频隔离变压器T2‑Cm的原边相连，每个中高频隔离变压器的副边并联，连接至第3组中高频交流母线；其中，Am、Bm、Cm之和为m；端口3为中高压直流端口，包括j个模块，以及j个中高频隔离变压器；所有模块的直流侧串联构成中高压直流端口的正极和零极，其中，模块H3‑A1，模块H3‑A2，…，模块H3‑Aj的交流侧分别与中高频隔离变压器T3‑A1，中高频隔离变压器T3‑A2，…，中高频隔离变压器T3‑Aj的原边相连，每个中高频隔离变压器的副边并联，连接至第1组中高频交流母线；模块H3‑B1，模块H3‑B2，…，模块H3‑Bj的交流侧分别与中高频隔离变压器T3‑B1，中高频隔离变压器T3‑B2，…，中高频隔离变压器T3‑Bj的原边相连，每个中高频隔离变压器的副边并联，连接至第2组中高频交流母线；模块H3‑C1，模块H3‑C2，…，模块H3‑Cj的交流侧分别与中高频隔离变压器T3‑C1，中高频隔离变压器T3‑C2，…，中高频隔离变压器T3‑Cj的原边相连，每个中高频隔离变压器的副边并联，连接至第3组中高频交流母线；其中，Aj、Bj、Cj之和为j；端口4为低压直流端口，包括k个模块，以及k个中高频隔离变压器；所有模块的直流侧并联构成低压直流端口的正极和零极，其中，模块H4‑A1，模块H4‑A2，…，模块H4‑Ak的交流侧分别与中高频隔离变压器T4‑A1，中高频隔离变压器T4‑A2，…，中高频隔离变压器T4‑Ak的原边相连，每个中高频隔离变压器的副边并联，连接至第1组中高频交流母线；模块H4‑B1，模块H4‑B2，…，模块H4‑Bk的交流侧分别与中高频隔离变压器T4‑B1，中高频隔离变压器T4‑B2，…，中高频隔离变压器T4‑Bk的原边相连，每个中高频隔离变压器的副边并联，连接至第2组中高频交流母线；模块H4‑C1，模块H4‑C2，…，模块H4‑Ck的交流侧分别与中高频隔离变压器T4‑C1，中高频隔离变压器T4‑C2，…，中高频隔离变压器T4‑Ck的原边相连，每个中高频隔离变压器的副边并联，连接至第3组中高频交流母线；其中，Ak、Bk、Ck之和为k；与端口1、2、3、4类似，其他端口也通过中高频隔离变压器与多组中高频交流母线分别相连。