[實用新型]基于MMC模塊化多電平逆變器的高位取能裝置

有效

• 申請號: 201320876950.1
• 申請日: 2013-12-26
• 公開（公告）號: CN203734538U
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發明（設計）人: 焦明航;張琳;鄭楠;丁雅麗
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網遼寧省電力有限公司遼陽供電公司;榮信電力電子股份有限公司
• 主分類號: H02M3/28
• 分類號: H02M3/28
• 代理公司: 鞍山嘉訊科技專利事務所 21224
• 代理人: 張群

技術領域

本實用新型涉及一種基于MMC模塊化多電平逆變器的高位取能裝置。

背景技術

模塊化多電平逆變器用于柔性直流輸電中，具有電壓等級高、工作的電磁環境惡劣等特點。多電平逆變器基本組成單元是功率模塊，由功率模塊串聯組成。功率模塊的拓撲基本上都是DC/AC方案，即實現DC（直流）和AC（交流）能量之間的變換。直流側通常采用電容器進行儲能。每個功率模塊都有自己的控制裝置、驅動裝置和保護裝置，這些裝置都需要供電，如何取能供電，是非常重要的問題。功率模塊的供電必須采用隔離、可靠的方式。

高位取能電源需要實現在直流輸入電壓300Vdc～3700Vdc的范圍內取能，為功率模塊的工作提供控制電源，并在復雜電磁場環境下能夠安全可靠的工作，現有技術中，具有超過3000V直流電壓工作范圍的取能裝置還不常用。

發明內容

本實用新型的目的是提供一種基于MMC模塊化多電平逆變器的高位取能裝置，該取能電源可實現在直流輸入電壓300Vdc～3700Vdc的范圍內取能，串聯的濾波電容均壓效果好，可為功率模塊的工作提供可靠的控制電源，保證在復雜電磁場環境下能夠安全可靠的工作。

為實現上述目的，本實用新型通過以下技術方案實現：

一種基于MMC模塊化多電平逆變器的高位取能裝置，包括輸入端共模電感、濾波電路、第一級電源變換器、第二級電源變換器、整流電路、輸出端共模電感組成，輸入端共模電感接于高壓輸入端，起到抗電磁干擾的作用，共模電感的輸出端與濾波電路輸入端相連接，濾波電路的輸出端接第一級電源變換器的輸入端，第一級電源變換器的輸出端接共模電感，共模電感的輸出端與第二級電源變換器的輸入端相連接，第二級電源變換器的輸出端接整流電路，整流電路的輸出端與共模電感的輸入端連接；第二級電源變換器的輸出端還接有故障采集電路，故障采集電路通過光纖與逆變器的控制器相通訊。

所述的第一級電源變換器由多個功率電路組成，各功率電路的輸入端串聯，與濾波電路輸出端連接，各功率電路的輸出端并聯，與共模電感連接。

所述的濾波裝置由多個電容串聯組成，每個電容均并聯有均壓電阻，各均壓電阻阻值相同，各均壓電阻均串聯有可控開關，均壓電阻與可控開關組成的可投切的電阻均壓電路并聯在電容兩端，所述的可控開關為常開狀態、且為在各電容承受的電壓差值超過設定值時同時閉合，在各電容承受的電壓在設定值以內時同時斷開的可控開關。

所述的多個高位取能裝置的輸出端正極分別串聯二極管后并聯，形成冗余結構。

與現有技術相比，本實用新型的有益效果是：

1）該取能電源可實現在直流輸入電壓300Vdc～3700Vdc的范圍內取能，可為功率模塊的工作提供可靠的控制電源，保證在復雜電磁場環境下能夠安全可靠的工作。

2）濾波裝置采用串聯的電容結構，電容設有均壓保護裝置，可保證裝置的可靠性。

3）具有高位取能電源的冗余設計，當工作電源出現故障時，冗余電源可立刻投入工作，從而保證逆變器中控制系統的供電可靠性。

附圖說明

圖1是本實用新型高位取能裝置的電氣結構圖。

圖2是第一級電源變換器的原理結構圖。

圖3是高位取能裝置的冗余結構連接圖。

具體實施方式

下面結合附圖詳細敘述本實用新型的具體實施方式。

見圖1，一種基于MMC模塊化多電平逆變器的高位取能裝置，包括輸入端共模電感L1、濾波電路、第一級電源變換器、第二級電源變換器、整流電路、故障采集電路、共模電感L2、輸出端共模電感L3組成，輸入端共模電感L1接于高壓輸入端，起到抗電磁干擾的作用，共模電感L1的輸出端與濾波電路輸入端相連接，濾波電路的輸出端接第一級電源變換器的輸入端，第一級電源變換器的輸出端接共模電感L2，共模電感L2的輸出端與第二級電源變換器的輸入端相連接，第二級電源變換器的輸出端接整流電路，整流電路的輸出端與共模電感L3的輸入端連接；第二級電源變換器的輸出端還接有故障采集電路，故障采集電路通過光纖與逆變器的控制器相通訊。

見圖2，所述的第一級電源變換器由多個功率電路組成，各功率電路的輸入端串聯，與濾波電路輸出端連接，各功率電路的輸出端并聯，與共模電感L3連接。通過多個功率電路的輸入端串聯，可降低輸入電壓壓力，提高電路的可靠性。